Modelado geoquímico 1D de las cuencas subandinas peruanas (Marañón, Santiago, Huallaga, Ucayali y Madre De Dios) y modelado 2d de las secciones balanceadas de las cuencas Marañón-Huallaga y Ucayali

Abstract

En el presente estudio de investigación se ha desarrollado como tema: “Modelado geoquímico 1D de las cuencas subandinas peruanas (Marañón, Santiago, Huallaga, Ucayali y Madre de dios) y Modelado 2D de las secciones balanceadas de las cuencas Marañón-Huallaga y Ucayali“. El modelamiento geoquímico 1D y 2D se realizo mediante el software Petromod (Schlumberger), para esto se necesito conocer la estratigrafía, parámetros térmicos ( temperatura BHT y gradiente geotérmica) de los diferentes pozos y datos geoquímicos como el contenido orgánico (TOC) y reflectancia de vitrinita (%Ro) de las rocas madres de dichas cuencas. Con ello se consiguió el cálculo de erosión, edades de generación y expulsión de hidrocarburos en el modelado 1D y la identificación de posibles acumulaciones en las secciones modeladas en 2D. Las cuencas subandinas correspondiente al antepaís amazónico se encuentra ubicada entre los 0° y 14° latitud Sur y entre 69° y 78° longitud Oeste, entre los Andes Orientales y el Escudo Brasileño. Pasando por eventos tectónicos importantes: Tectónica Pre-Andina (comprendiendo la Orogenia Neoproterozoico, Orogenia Hercínica, Orogenia Pan Gondwaniana y Orogenia Juruá) y Tectónica Andina, estando la formación de las cuencas subandinas peruanas supeditada a esta tectónica (a los 10 Ma). Las cuencas de antepaís (como las cuencas subandinas peruanas) presentan cuatro zonas identificas: zona de depósito en acuñamiento (wedge-top), zona de depósito en profundidad (foredeep), zona de depósito en abombamiento (forebulge) y zona de depósito atrás del abombamiento (back-bulge). La estratigrafía identificada en el área de estudio va desde el Paleozoico hasta el Cenozoico. Los rasgos estructurales (altos y bajos estructurales) controlan los parámetros térmicos (flujo de calor, conductividad y gradiente geotérmica) a lo largo de las cuencas. Las cuencas subandinas peruanas presentan los diferentes elementos del sistema petrolero: rocas generadoras, rocas reservorios, rocas sello y sobrecarga. Las rocas generadoras identificas en las cuencas van desde el Paleozoico hasta Paleógeno, presentándose en las siguientes formaciones (o grupos): Contaya, Cabanillas, Ambo, Copacabana, Shinai, Ene, Pucara, Raya, Chonta y Pozo. Las rocas reservorios se encuentran en formaciones (y grupos) de edades que van desde el Devónico al Terciario (Cabanillas, Ene, Copacabana-Tarma, Cushabatay, Agua Caliente, Chonta, Vivian, Casablanca, Pozo y Chambira), siendo las formaciones cretácicas donde se presenta mayor cantidad de acumulaciones de hidrocarburos. Las lutitas y arcillas (en menor medida de calizas) se distribuye desde el Pérmico hasta el Terciario en formaciones (y grupos): Copacabana-Tarma, Ene, Raya, Chonta, Cachiyacu, Huayabamba, Pozo, Yahuarango y Chambira. La sobrecarga ejercida a las rocas generadoras viene principalmente de la carga de las formaciones del Terciario. Las modelizaciones 1D en Petromod (en 64 pozos) permitieron evidenciar la existencia de dos fuertes eventos erosivos en las cuencas: erosión Pre Cushabatay (105 a 145 Ma aprox.) y erosión Terciaria (hace 10 Ma aprox.). La erosión Pre Cushabatay muestra cantidades entre 300 a 4000 m de pila sedimentaria, presentándose la mayor erosión en el actual Arco de Contaya. La erosión Terciaria muestra cantidades entre 100 a 3850 de pila sedimentaria, siendo la zona de depósito en acuñamiento (wedge-top) de las cuencas subandinas las que presentan mayores valores de erosión, principalmente en la cuenca Huallaga. Las edades de generación y expulsión de hidrocarburo fueron diferentes para cada formación. La formación Pozo presenta edades iniciales de generación entre 35-20 Ma y máxima generación entre 13-7 Ma, las edades de expulsión van desde 33-26 Ma y máxima expulsión entre 13-7 Ma. La ubicación de la “cocina“ para esta formación está situada en la zona NNW de la cuenca Marañón y NNE de la cuenca Santiago. La formación Chonta presenta edades iniciales de generación entre 75- 19 Ma y máxima generación a 7 Ma, las edades de expulsión van desde 38-6 Ma y máxima expulsión entre 10-6 Ma. La ubicación de la “cocina“ para esta formación está situada en tres áreas: al NE de la cuenca Marañón, al Oeste de la cuenca Santiago y al SE de la cuenca Ucayali. La formación Raya presenta edades iniciales de generación entre 40-16 Ma y máxima generación entre 13-7 Ma, las edades de expulsión van desde 33-7 Ma y máxima expulsión entre 10-7 Ma. La ubicación de la “cocina“ para esta formación está situada al NE de la cuenca Marañón, cerca al alto de Iquitos. El grupo Pucara presenta edades iniciales de generación entre 70-37 Ma y máxima generación entre 20-10 Ma, las edades de expulsión van desde 48-16 Ma y máxima expulsión entre 13-7 Ma. La ubicación de la “cocina“ para este grupo está situada dentro del área NW de la cuenca Ucayali (área cercana a la cordillera Oriental de los Andes).La formación Shinai presenta edades iniciales de generación entre 180-27 Ma y máxima generación a 15 Ma, las edades de expulsión van desde 140-7 Ma y máxima expulsión a 7 Ma. La ubicación de la “cocina“ para esta formación está situada en el área central de la cuenca Ucayali. La formación Ene presenta edades iniciales de generación entre 190-20 Ma y máxima generación entre 28-13 Ma, las edades de expulsión van desde 150-28 Ma y máxima expulsión a 7 Ma. La ubicación de la “cocina“ para esta formación está situada al SE de la cuenca Ucayali. El grupo Copacabana presenta edades iniciales de generación entre 268-27 Ma y máxima generación entre 138-13 Ma, las edades de expulsión van desde 190-11 Ma y máxima expulsión entre 20-7 Ma. La ubicación de la “cocina“ para este grupo está situada al SE de la cuenca Ucayali. El grupo Ambo presenta edades iniciales de generación entre 330-200 Ma y máxima generación entre 139-10 Ma, las edades de expulsión van desde 277-166 Ma y máxima expulsión entre 33-16 Ma. La ubicación de la “cocina“ para este grupo está situada al Este de la cuenca Ucayali, proyectándose hacia Brasil. El grupo Cabanillas presenta edades iniciales de generación entre 300-72 Ma y máxima generación entre 48-13 Ma, las edades de expulsión van desde 298-28 Ma y máxima expulsión entre 33-13 Ma. La ubicación de la “cocina“ para este grupo está situada en la zona NE de la cuenca Madre de Dios. La formación Contaya presenta edades iniciales de generación entre 264-147 Ma y máxima generación a 15 Ma, las edades de expulsión van desde 252-60 Ma y máxima expulsión a 14 Ma. La ubicación de la “cocina“ para esta formación está situada al NNE de la cuenca Ucayali, faltando datos para verificar la extensión de está. Los tiempos de expulsión de hidrocarburo encontrados en las distintas formaciones (o grupos) presentan potencial de acumulación en las distintas trampas, las cuales se distribuyen en el Oligoceno, Eoceno, Cretáceo Superior, Cretáceo Inferior, Pérmico y Mississipiano (Carbonífero). Las simulaciones 2D de las secciones estructurales, se tomaron de base secciones balanceadas de Camisea (cuenca Ucayali) por Espurt et al., 2011 y Huallaga-Marañón por Calderón et al. (Sometido). Teniendo a estas secciones como base para las diferentes etapas de evolución que tuvieron las cuencas y que se verían reflejado en los distintos modelos. Para la sección Camisea, se plantea que las potenciales rocas madres provienen de los grupos (y formación): Cabanillas, Ambo, Copacabana y Ene. Las áreas de cocina se encuentran ubicadas a los extremos de la sección es decir al Norte y Sur. Los Grupos Cabanillas y Ambo, entraron a ventana de generación de petróleo a los 283 Ma y posteriormente a ventana de generación de gas a los 33 Ma (Oligoceno) al Sur de la sección y a los 14 Ma (Mioceno Inferior) al Norte de la sección. Para el caso del grupo Copacabana y la formación Ene, las rocas madres entraron a ventana de generación de petróleo a los 65 Ma, no llegando a entrar a ventana de generación de gas. El ratio de transformación (TR) de la materia orgánica para los grupos Cabanillas y Ambo llega a 40% -65% en la actualidad, para el grupo Copacabana y la formación Ene llega a 10%- 35% en la actualidad. Debido a que los TR no han llegado a su máximo valor de 100%, se puede deducir que el área de Camisea presenta aun potencial de generación de hidrocarburo. Se evidencio acumulaciones de hidrocarburo presentes en rocas reservorio del Mississippiano, Triásico y Cretácico. Siendo el grupo Ambo la principal fuente de hidrocarburo, seguido por la formación Ene y el grupo Cabanillas. Se encontró además acumulaciones de hidrocarburo aun no explotada de gran potencial para un área comprobada de acumulaciones como son las de las estructuras Cashiriari y San Martin. Para la sección Huallaga-Marañón, se plantea que las potenciales rocas madres provienen de las formaciones (y grupo): Shinai, Pucara, Raya y Chonta. Las áreas de cocina se encuentran ubicadas en el extremo WSW de la sección y el área de foredeep de la cuenca Marañón. Para la formación Shinai entro completamente a ventana de generación de petróleo a los 94 Ma, y a ventana de generación de gas a los 17 Ma. El Grupo Pucara entro completamente a ventana de petróleo a 94 Ma y a ventana de gas a 60 Ma. Las formaciones Raya y Chonta entraron completamente a venta de generación de petróleo a los 60 Ma (Paleoceno) y 30 Ma (Oligoceno), respectivamente. Posteriormente ambas formaciones entran a ventana de generación de gas a los 17 Ma (Mioceno Inferior). El ratio de transformación (TR) de la materia orgánica para el grupo Pucara y la formación Shinai llega a 100% en la actualidad, para la formación Raya llega a 45%-100% (presentando aun potencial de generación al Oeste de la cuenca Huallaga) y la formación Chonta llega a 75%- 100% (presentando aun potencial de generación en la cuenca Marañón). Se evidencio acumulaciones de hidrocarburo presentes en rocas reservorio del Triásico y Cretácico. Siendo la formación Chonta la principal fuente de hidrocarburo, seguido por la formación Shinai. Para el caso de la sección Marañón-Huallaga las zonas de acumulación de hidrocarburo aún no han sido exploradas ni localizadas en pozos, como el caso del pozo Ponasillo 1X donde la profundidad no fue suficiente para encontrar la acumulación encontrada en la simulación 2D de Petromod.