spe wvs ce pre333

This paper was prepared for presentation at the 2013 SPE WVPS Second South American Oil and Gas Congress held in Porlamar, Edo. Nueva Esparta, Venezuela, 22–25 October 2013.

This paper was selected for presentation by the SPE Western Venezuelan Petroleum Section Program Committee, following review of information contained in an abstract submitted by the author(s). Contents of the paper have not been reviewed by the SPE Western Venezuelan Petroleum Section Program Committee and are subject to correction by the author(s). The material does not necessarily reflect any position of SPE Western Venezuelan Petroleum Section, its officers, or members. Electronic reproduction, distribution, or storage of any part of this paper without written consent of the SPE Western Venezuelan Petroleum Section is prohibited. Permission to reproduce in print is restricted to an abstract of not more than 300 words; illustrations may not be copied.

RESUMEN

La continua demanda energética ha traído consigo la búsqueda de alternativas a los combustibles fósiles, siendo el gas de lutita (shale

gas) aquella llave no convencional que cada vez se va abriendo más puertas en medio de la desesperación consumista que ostentan la

mayoría de economías en el mundo. En tal sentido, la presente investigación comprendió la evaluación de características

sedimentológicas y geoquímicas, mediante la aplicación de difracción de rayos X y pirólisis Rock Eval, en rocas de las formaciones La

Luna y Colón, para la prospección de lutitas gasíferas hacia el este de la Cuenca del Lago de Maracaibo. Los valores analizados

corresponden a un muestreo directo aplicado en tres municipios del estado Trujillo, los cuales, conjuntamente con el apoyo de datos

secundarios provenientes de otras investigaciones ejecutadas en los estados Lara y Mérida, describen ciertas tendencias regionales con

relación a estas formaciones; a nivel de superficie para los tres estados mencionados, y en subsuelo para una sección que abarca parte

de Trujillo y Zulia. Los resultados mineralógicos refieren que las rocas de la Formación La Luna son más carbonáticas y presentan

mayores contenidos de illita, típica de ambientes distales; mientras que la influencia proximal costera en la Formación Colón esta

soportada por la presencia mayoritaria de caolinita, la cual compensa la deficiencia carbonática con una alta proporción de cuarzo.

Geoquímicamente, las muestras de la Formación La Luna comprenden mayores contenidos de carbono orgánico total. Para el estado

Trujillo se estableció la probable calidad prospectiva de las formaciones La Luna y Colón, en relación con las zonas muestrales

evaluadas, indicando en superficie calidades de pobres a bajas para ambas formaciones en las regiones de los municipios Carache,

Candelaria y Trujillo; regular para la Formación La Luna en un sector de éste último municipio; y calidades relativamente buenas (de

acuerdo a los pocos parámetros descritos hacia el oeste del estado) para ambas formaciones en subsuelo, con mayor tendencia a la

generación de gas seco en la Formación Colón.

INTRODUCCIÓN

Los yacimientos de gas natural “no convencional” se están posicionando como un escalafón de proyección futura con miras a

lograr el establecimiento de nuevas estrategias energéticas, que permitan cubrir los requerimientos de una sociedad cada vez más

demandante. En los países productores de hidrocarburos, los plays de lutitas gasíferas están alcanzando cierto repunte, entendiéndose

estos como el conjunto de oportunidades y premisas que cubren los requerimientos mínimos en áreas potenciales de exploración, para

ser consideradas buenas zonas prospectivas de dicha opción energética. Sin embargo, aunque la explotación de gas en lutitas es un

negocio que se presenta muy atractivo, tiene un alto riesgo por el costo y consecuencias de las tecnologías actuales de extracción

SPE-WVS-CE-PRE333

Caracterización Sedimentológica y Geoquímica de formaciones Cretácicas, para la Prospección de Lutitas Gasíferas: sección del flanco este en la Cuenca del Lago de Maracaibo Javier Montoya* y Victoria Mouselli; Universidad de Los Andes División: Pregrado

2 [SPE-WVS-CE-PRE333]

(“perforación horizontal dirigida” y “fracturamiento hidráulico”), lo que produce gran incertidumbre y muchas interrogantes.

Partiendo de ese orden de ideas, en Venezuela se está tomando referencia de las experiencias aplicadas en otros países, para

adelantar los primeros estudios de prospección en lutitas gasíferas. Por tal motivo, el presente estudio comprendió la evaluación de

datos procedentes de ensayos de difracción de rayos X -DRX- y/o pirólisis Rock Eval aplicados a muestras de superficie (o

afloramiento) y subsuelo, para generar una caracterización sedimentológica y geoquímica de formaciones lutíticas en el occidente

venezolano. Se busca poder identificar y caracterizar áreas prospectivas de gas no convencional en la Cuenca del Lago de Maracaibo.

TEORÍA Y DEFINICIONES

Las lutitas gasíferas (shale gas) comprenden acumulaciones de gas natural (contienen, en su mayoría, gas seco, entre 92 y 95% de

metano –CH4–) que se concentran en la misma roca generadora, a tal efecto de no calar en los sistemas petrolíferos comunes, por

exceptuarse la migración y las trampas o sellos, lo cual le confiere un carácter regional y una metodología de explotación diferente a la

aplicada para la extracción de los hidrocarburos corrientes. La roca por excelencia para la concentración de este tipo de gas es la lutita,

por su contenido de materia orgánica y muy baja permeabilidad, sin embargo, ¿Son todas las lutitas capaces de generar el mencionado

gas no convencional?; por supuesto que no. Para que una lutita sea considerada un buen prospecto debe poseer un gran potencial de

generación representado por altos porcentajes de materia orgánica acumulada y una madurez térmica adecuada, que junto a una

capacidad de retención eficiente, proporcionada por su matriz natural de permeabilidad, le otorgan a la roca la posibilidad de producir

gas y que éste pueda almacenarse intersticialmente en los espacios porosos, o ser adsorbido en la superficie de la materia orgánica

remanente.

EQUIPOS, MATERIALES Y MÉTODOS

El presente estudio comprendió la determinación mineralógica por difracción de rayos X (DRX) de nueve muestras de lutitas,

junto a la evaluación geoquímica por pirólisis de seis muestras de dichas rocas; ambos grupos recolectados en distintos afloramientos

de las formaciones La Luna y Colón en el estado Trujillo (municipios Carache, Candelaria y Trujillo). La DRX se llevó a cabo

utilizando el difractómetro marca Brukers, modelo Endeavor-D4; mientras que el ensayo de pirólisis fue realizado con el equipo Rock

Eval 6. Los datos y resultados procedentes de Trujillo, fueron integrados con los valores de 21 muestras tomadas en afloramientos de

ambas formaciones, reportados en otras investigaciones aplicadas en los estados Mérida (CASTILLO 2012) y Lara (LÓPEZ 2012,

MONSALVE 2012, PACHANO 2012); con la finalidad de generar evaluaciones conjuntas del comportamiento sedimentológico y

geoquímico de éstas formaciones lutíticas en el flanco este de la Cuenca del Lago de Maracaibo.

Asimismo, se describen ciertas tendencias geoquímicas de ambas formaciones en subsuelo, analizando datos de ensayos aplicados

a secciones de núcleos de 4 perforaciones: dos en Trujillo y dos en Zulia. Adicionalmente, se utilizó el software ArcGIS para la

elaboración de las diversas relaciones de distribución presentadas y la aplicación de Excel para los diagramas generados.

DATOS Y RESULTADOS

Caracterización Sedimentológica

Descripción a escala local.

En la Tabla 1 se integra la lista de resultados obtenidos por difractometría de rayos X, para las muestras de afloramiento de las

[SPE-WVS-CE-PRE333] 3

formaciones La Luna y Colón en Trujillo.

Tabla 1 Resultados generales obtenidos por DRX, para las muestras recolectadas en Trujillo.

Fuente: Resultados de ensayos de DRX realizados en el Laboratorio Geológico El Chaure (PDVSA-Oriente).

Sin obviar la necesidad de aplicar otros estudios más detallados como podrían ser facies y diagénesis, entre otros, y teniendo

presente que el grado de alteración química y física, condiciones de pH y procedencia sedimentaria condicionan la formación de

minerales arcillosos y su estabilidad, se puede describir que los cambios sustanciales de las muestras recolectadas en los tres

municipios de Trujillo, reflejados en los gráficos de % en peso de la Tabla 1, evidencian como las rocas de la Formación La Luna

difieren de la suprayacente Colón por la alta presencia de calcita y baja proporción de arcillas. Para los afloramientos de la Formación

Colón en la zona, se verifica la mayor proporción de cuarzo y su amplio contenido de arcillas. Con esto se resalta parte de las

características que diferencian ambas formaciones, una (Fm La Luna) es más carbonática, alusiva a ambientes marinos distales

(situación soportada por la presencia de illita en las muestras), y la otra es producto de un proceso regresivo en la cuenca que generó

una mayor acumulación de arcillas típicas de ambientes más proximales (condición referida por la presencia mayoritaria de caolinita).


Descripción a escala regional.

En la Tabla 2 se presentan los porcentajes de minerales por roca total y de arcillas, además de los valores de COT proporcionados

por el ensayo de pirólisis, correspondientes a las muestras recolectadas en superficie. Para la Formación La Luna, se combinaron los

datos del estado Trujillo con otros presentados por CASTILLO (2012) en Mérida, ya que en Lara no se tomaron muestras

correspondientes. En el caso de la Formación Colón si se listan los valores obtenidos en el estado Trujillo, junto con los reportados en

Mérida (CASTILLO 2012) y Lara (LÓPEZ 2012, MONSALVE 2012, PACHANO 2012).

Para la determinación del índice de fragilidad (IF) en las muestras se usó la ecuación de WANG & GALE (2009), relativamente

modificada, asumiendo valores de COT procedentes de los ensayos de pirólisis:

EC. (1)

Tabla 2 Contenido mineralógico e IF de las muestras en superficie de las formaciones La Luna y Colón.

Fuente: valores para Lara, LÓPEZ (2012), MONSALVE (2012), PACHANO (2012);

valores para Mérida, CASTILLO (2012).


Distribución de arcillas

En la Figura 1se representa la relación de minerales de arcilla para las formaciones La Luna (izquierda) y Colón (derecha). Se

observa que las muestras de la Formación La Luna en el estado Mérida indican mayor contenido de arcillas, sin embargo, si se verifica

de nuevo la Tabla 2, ésta variación está condicionada notablemente por una muestra que presenta un contenido de arcilla (42%) que no

es muy típico para formaciones carbonáticas, por lo cual la incidencia sedimentaria en la zona no se puede describir de manera

coherente.

Figura 1 Distribución de minerales de arcilla en las formaciones La Luna (izquierda) y Colón (derecha).

En el caso de la Formación Colón (Figura 1, derecha) el mayor contenido de arcillas se ubica hacia el suroeste de la franja

interpolada, aunque en el estado Lara se presentan ciertas variaciones. En Trujillo, los valores son intermedios, lo que indica que la

incidencia del proceso regresivo planteado para la Formación Colón provocó una sedimentación característica de facies más arcillosas

hacia los estados Mérida y parte de Trujillo, con descenso paulatino hacia el noreste de la región representada, probablemente,

compensada con el aumento proporcional de facies arenosas hacia el estado Lara.

Distribución de minerales frágiles

La Figura 2 representa la relación de minerales frágiles para las formaciones La Luna (izquierda) y Colón (derecha). Para la

Formación La Luna, se observa que en Trujillo se tiene más proporción de minerales frágiles (influenciada por el mayor contenido

carbonático de las muestras recolectadas en esta región). Asimismo, se verifica que la tendencia de arcillas antes descrita para ambas

formaciones, es compensada por el incremento, en orden inverso, del contenido de minerales frágiles.


Figura 2 Distribución de minerales frágiles en las formaciones La Luna (izquierda) y Colón (derecha).

Si se revisa la Tabla 2, se reconoce al mineral de cuarzo como el principal constituyente del grupo de frágiles. En la Formación

Colón (Figura 2, derecha), se evidencia como las muestras ubicadas al norte de Trujillo y las de Lara, presentan los porcentajes más

altos de dicho mineral, con algunas variaciones relativas en éste último estado.

Distribución de los índices de fragilidad

Debido a la alta cantidad de carbonatos en las muestras de la Formación La Luna, recolectadas en Trujillo, la Figura 3 (izquierda)

refleja que se tienen índices de fragilidad mayores en este estado, pero la diferencia en Mérida, tanto para esta distribución, como para

las dos expuestas anteriormente, está fuertemente condicionada por los valores atípicos de la muestra ubicada al noroeste de la región

merideña. Por su parte, la relación de IF para la Formación Colón (Figura 3, derecha), está condicionada directamente al contenido de

minerales frágiles en las muestras, por ello, la mayor cantidad de cuarzo descrita anteriormente se presenta como el factor dominante

en la capacidad frágil de las lutitas identificadas, las cuales presentan mejores relaciones para fracturamiento en los estados Trujillo y

Lara.


Figura 3 Distribución de índices de fragilidad en las formaciones La Luna (izquierda) y Colón (derecha).

Se verifica que en el estado Trujillo, las rocas de las formaciones La Luna y Colón contienen valores de minerales frágiles (>40%)

y arcillas (<30%) propicios como parámetro de prospección en lutitas gasíferas, en cuanto a capacidad geomecánica para

fracturamiento.

Caracterización Geoquímica

Descripción a escala local.

En la Tabla 3 se indican los resultados obtenidos con el equipo de pirólisis para las muestras recolectadas en afloramientos de las

formaciones La Luna y Colón en el estado Trujillo. Se debe tener presente que estos índices detectados en la pirólisis están referidos a

relaciones actuales, y no a las proporciones originales; sin embargo, dicha excepción no tiene gran influencia en los resultados de la

presente investigación, ya que su mayor aplicabilidad tiene uso es para estudios de producción.

Tabla 3 Valores de algunos parámetros evaluados con la Técnica de Pirólisis.

Formación Municipio Punto Muestral COT (% en Peso) S1 (mg/g) S2 (mg/g) S3 (mg/g) Tmax (°C) IH IO

Colón Carache Cuicas-Palmira 1,02 0 0,02 1,35 405 2 132

Colón Chejendé-Mitón 0,76 0 0,02 0,58 509 3 76

La Luna Chejendé-Cuicas 1,06 0 0,05 1,1 518 5 104

Colón La Urbina 0,77 0,01 0,03 0,51 479 4 66

Colón Bujay 0,78 0,01 0,06 1,18 520 8 151

La Luna Bujay-La Urbina 2,21 0,01 0,56 1,87 445 25 85

Candelaria

Trujillo

Fuente: ensayos de pirólisis realizados en el Laboratorio Geológico de PDVSA-INTEVEP, en 2012.


Tipo y Calidad del Querógeno

En la Figura 4 se tiene la relación entre el índice de hidrógeno (IH) e índice de oxígeno (IO), correspondiente a las muestras de

superficie recolectadas en el estado Trujillo. Se observa como las muestras analizadas para ambas formaciones, tanto La Luna como

Colón, contienen un querógeno tipo IV que generalmente procede de materia orgánica residual contenida en sedimentos retrabajados,

el cual es proclive a generar poco gas o nada. Al respecto, SANTAMARÍA, AMEZCUA & CARRILLO (2009) indican que éste tipo de

querógeno es prácticamente inerte, y está formado básicamente por material leñoso con altos contenidos de fusinitas e inertinitas.

Figura 4 Diagramas de VAN KREVELEN para definir el tipo y madurez del Querógeno.

Asimismo, se puede observar que el incremento de madurez para cada tipo de querógeno va en el sentido de disminución de los

IH e IO. La tendencia reduccionista de las proporciones de hidrógeno y oxígeno en la materia orgánica está influenciada,

principalmente, por la acción excesiva del gradiente geotermal y las profundidades de soterramiento que sufre el querógeno.

En ese mismo orden de ideas, a la derecha de la Figura 4 se tiene la relación entre el IH y la temperatura máxima de generación

(Tmax), con la cual se discrimina aún mejor la madurez correspondiente del querógeno tipo IV identificado. Se tiene gran variabilidad

en las temperaturas (405-520 °C): las muestras de la Formación La Luna están en los campos de madurez y sobremadurez, mientras

que las de Colón son mayormente sobremaduras.

Adicionalmente, se verifica que todas las muestras poseen IH tan bajos (entre 2 a 25 mgHC/gCOT), que prácticamente tienden al

eje de las abscisas; la reducción en el contenido de hidrógeno puede ser común para un querógeno de procedencia terrestre. En tal

sentido, BACETA & NUÑEZ (1994) indican que la materia orgánica terrestre que ha sufrido considerable degradación en suelos

subaéreos antes y durante su transporte, por lo general, es empobrecida en hidrógeno y refractaria.

Potencial de la Roca

En la Figura 5 se verifica que las muestras de afloramiento se ubican con calidades orgánicas de “muy pobre” a “buena”. Se

observa que las muestras de la Formación La Luna presentan mayor contenido de carbono orgánico total “COT” (>1%) con un

potencial de generación “regular”, en comparación con las de la Formación Colón, que en su mayoría están inferior a dicho valor y


tienen contenidos de COT que indican un potencial “pobre”.

Figura 5 Diagrama de S2 vs COT indicando calidad de la materia orgánica.

El potencial probable de generación también se puede verificar utilizando los valores de S2 (mg HC/ g de roca) y combinándolos

con las relaciones del IH y COT. En la Figura 6 (izquierda) se evidencia que la tendencia al aumento de hidrógeno proporcionará un

posible incremento en el S2, por eso, aquellas muestras que presentan bajos IH se ubican en rangos de pobre potencial generador y

refieren contenidos con alta madurez térmica (Figura 6, izquierda y derecha). Esta tendencia de las muestras de superficie recolectadas

en Trujillo refleja cierto contraste con lo planteado en el apartado anterior.

Figura 6 Relaciones de IH vs S2 (izquierda) e IH vs COT (derecha), para evaluar potencial generador.

Asimismo, la proyección de los índices de IH y COT (Figura 6, derecha) está referida al ambiente de depositación; cuyos valores

conjuntos, de acuerdo a AGUILERA, ALVARÁN, RUIZ, et al. (2009), son bajos en ambientes marinos proximales costeros a continentales,


y altos en ambientes de plataforma marina. Se observa que las condiciones de depósito para las formaciones La Luna y Colón son

marinas, con influencias marcadas de transiciones proximales costeras a continentales; sin embargo, hay que resaltar que la tendencia

al alto grado de madurez presentado por las muestras implica que los valores de calidad obtenidos a partir de la pirólisis, pueden

presentar variaciones en relación a las condiciones paleoambientales originales, y por tanto, tener incidencia en el verdadero potencial

prospectivo como lutitas gasíferas.

Cabe resaltar, que el querógeno tipo IV, identificado para las muestras analizadas, es característico de material proveniente,

principalmente, de sedimentos terrestres y/o reciclados; situación que apoya la incidencia continental planteada para las condiciones

de depósito.

Descripción a escala regional.

Los resultados de pirólisis obtenidos para las muestras evaluadas en el estado Trujillo se integran con valores de geoquímica

referidos en otros estudios aplicados a muestras de superficie en los estados Lara (LÓPEZ 2012, MONSALVE 2012, PACHANO 2012) y

Mérida (CASTILLO 2012); con la finalidad de describir las probables variaciones generadas en gran parte del flanco este de la Cuenca

de Maracaibo.

Los resultados de pirólisis para las muestras de afloramiento de las formaciones La Luna y Colón se listan en la Tabla 4. En el caso

de la Formación La Luna se plantean sólo valores para Trujillo y Mérida, ya que en Lara no se tomaron muestras, por lo que las

tendencias mostradas para ésta formación serán un tanto idealizadas.

Tabla 4 Valores promedio obtenidos de la Pirólisis para las formaciones La Luna y Colón

Fuente: valores para Lara, LÓPEZ (2012), MONSALVE (2012), PACHANO (2012);

valores para Mérida, CASTILLO (2012).


Distribución de carbono orgánico total (COT)

En la Figura 7 se representa la variación de COT en las formaciones La Luna (izquierda) y Colón (derecha). Para la primera

formación mencionada, se observa que aquellas muestras tomadas más lejanas a la costa, reflejaron mejores valores de COT,

considerándose rocas con índices prospectivos buenos; condición que por sí misma no permite inferir relación alguna sin la

recolección más exhaustiva de muestras, para verificar la distribución en la extensión de la cuenca.

Por su parte, las muestras de la Formación Colón recolectadas en el estado Mérida, están más enriquecidas en contenido orgánico,

observándose un descenso pronunciado hacia las zonas muestrales del estado Lara, dónde se tienen rocas que arrojaron valores de 0,07

que indican relaciones orgánicas muy pobres; sin embargo, ninguna de las muestras pasa de una clasificación regular de COT, lo que

las ubica con rangos que van de muy pobres a regulares. En el caso de las muestras recolectadas en Trujillo, los porcentajes sitúan a

las rocas como pobres a regulares, en cuanto a COT se refiere.

Figura 7 Distribución de COT en las formaciones La Luna (izquierda) y Colón (derecha), en superficie.

Para la tendencia de la Formación Colón (Figura 7, derecha), se presenta la reducción del contenido de COT de Mérida hacia Lara.

Los autores LÓPEZ (2012), MONSALVE (2012), PACHANO (2012) y CASTILLO (2012) indican un querógeno tipo IV para sus respectivas

muestras, igual al obtenido para las recolecciones en Trujillo, y recordando que éste se caracteriza principalmente por material

reciclado con gran incidencia terrestre, es probable que la captación y retrabajo de estos sedimentos sea más pronunciado en la facies

arcillosa de la Formación Colón, antes planteada, ubicada entre Mérida y Trujillo; es decir, el alto contenido de arcillas ha provocado

mayor entrampamiento del material proclive a la generación del querógeno tipo IV, cuya combinación, probablemente, con los

procesos de modelización del relieve y los efectos estructurales del levantamiento andino (más marcados en las zonas orogénicas

centrales), han servido de vía para la formación y acumulación de este tipo de material.


Distribución de temperatura máxima de generación (Tmax)

La relación de Tmax obtenida para las muestras de afloramiento en los estados Lara, Trujillo y Mérida se representa en la Figura 8

(Fm La Luna, izquierda; Fm Colón, derecha). Los valores reportados por CASTILLO (2012) en Mérida para la Formación La Luna

indican temperaturas que ubican a las muestras como sobremaduras, con valores que exceden en aproximadamente más de 100 °C a

las recolecciones del estado Trujillo. La tendencia es parecida en la Formación Colón, es decir, las muestras que tienen mayor madurez

se ubican hacia Mérida.

Figura 8 Distribución de Tmax en las formaciones La Luna (izquierda) y Colón (derecha), en superficie.

Generalmente, la madurez de una roca está determinada por la acción de procesos posteriores a las condiciones iniciales de

depositación, por lo que al parecer, los efectos estructurales de la orogenia andina han tenido gran repercusión en la conversión de la

materia orgánica contenida en las lutitas evaluadas; por ello se observa, índices de madurez más altos en Mérida.

Distribución de los índices de hidrógeno y de oxígeno (IH e IO)

La Figura 9 representa los IH e IO de las muestras en superficie correspondientes a las formaciones La Luna (izquierda) y Colón

(derecha). En ambas formaciones las muestras que contienen los valores más bajos de IH e IO, corresponden al estado Mérida.


Figura 9 Variación de IH (arriba) e IO (abajo) en las formaciones La Luna (izq.) y Colón (der.), en superficie.

Estas relaciones, aparentemente directas (que no siempre se cumplen así), pueden estar influenciadas por un mayor retrabajo de

procesos estructurales y geomorfológicos sobre las secciones muestreadas en Mérida, que han producido la disminución paulatina y

más pronunciada de los contenidos de hidrógeno y oxígeno en las rocas de esta región, en relación con las de los otros estados

evaluados. Anteriormente se expuso que aquella materia orgánica sujeta al retrabajo y la degradación (común del querógeno tipo IV)

se empobrece en hidrógeno (BACETA & NUÑEZ 1994); probablemente, la repercusión en los contenidos de oxígeno sea parecida. Cabe

recordar, que la cantidades de hidrógeno (principalmente) y oxígeno presentes en el querógeno, permiten definir la tendencia probable

de producción de hidrocarburos.

Descripción con datos del subsuelo.

En atención a datos proporcionados por PDVSA (2012), se elaboraron algunos mapas de tendencia para valores promedio

(ponderados en relación a varias muestras analizadas) obtenidos en la evaluación de núcleos de subsuelo tomados de cuatro

perforaciones ubicadas al este de la Cuenca de Maracaibo, cuya relación de parámetros no se presenta, por confidencialidad comercial

de la información suministrada, sin embargo, las tendencias permiten describir ciertas condiciones.


Distribución de carbono orgánico total (COT)

En la Figura 10 se representan las distribuciones de los porcentajes de COT, para las formaciones La Luna (izquierda) y Colón

(derecha), obtenidos con la aplicación de pirólisis en muestras de subsuelo.

Figura 10 Distribución de COT para las formaciones La Luna (izquierda) y Colón (derecha), en subsuelo.

Los mapas representados en la Figura 10 indican zonas locales al oeste del estado Trujillo con valores prospectivos que ubican a

ambas formaciones como rocas con una “buena” calidad de materia orgánica.

Distribución de temperatura máxima de generación (Tmax)

Las relaciones de Tmax en las secciones de subsuelo (Figura 11) indican la presencia de muestras con rangos que varían de

inmaduras a sobremaduras. La tendencia refleja que probablemente en las regiones limítrofes entre Zulia y Trujillo, al noroeste de éste

último comprenden zonas inmaduras, mientras que las muestras ubicadas, de acuerdo a la región representada, entre el lago y noreste

del estado Zulia refieren muestras de mayor madurez.


Figura 11 Distribución de Tmax para las formaciones La Luna (izquierda) y Colón (derecha), en subsuelo.

Distribución de los índices de hidrógeno y de oxígeno (IH e IO)

Los IH e IO presentan variaciones en zonas distintas: para la Formación La Luna (Figura 12, izquierda), los contenidos altos se

ubican entre el lago y noreste del estado Zulia (de acuerdo a la extensión mostrada), mientras que en Trujillo se reflejan índices

mínimos a intermedios; para la Formación Colón (Figura 12, derecha), los valores altos tienden a ubicarse en la zona oeste de Trujillo.

Se observa cierta correspondencia entre los IH e IO.

Figura 12 Variación de IH (arriba) e IO (abajo) en las formaciones La Luna (izq.) y Colón (der.), en subsuelo.


Adicionalmente a las tendencias antes descritas, sirve de apoyo la representación de las relaciones planteadas en la Figura 13,

dónde se verifica que el querógeno evaluado en las muestras de subsuelo es tipo III, proclive a la formación de gas seco. Asimismo, se

observa la ubicación mayoritaria de muestras (para ambas formaciones) como inmaduras bajo esquemas predominantes de formación

de gas, con excepciones en la Formación La Luna, que se acerca más a la formación de petróleo (característica de esta roca madre por

excelencia en la Cuenca de Maracaibo).

Figura 13 Relaciones S2 vs COT e IH vs Tmax para las muestras de subsuelo.

Calidad prospectiva

Las relaciones promedio de evaluación prospectiva, inherentes al estado Trujillo, en relación a las muestras evaluadas tanto en

superficie, como en subsuelo, se listan en la Tabla 5.

Tabla 5 Parámetros evaluados y calidad prospectiva.

Zona Muestral Formación Esquema

Indicador COT (%)= 1,02 Tmax (°C)= 405 IH= 2 %Arcillas= 25 %Frágiles= 74 IF= 73,99 Querógeno=Tipo IV

Calificativo Regular Inmadura Muy Bajo Aceptable Aceptable Muy bueno Inerte o poco gas

Indicador COT (%)= ND Tmax (°C)= ND IH= ND %Arcillas= ND %Frágiles= ND IF= ND Querógeno=ND

Calificativo NA NA NA NA NA NA NA


Calificativo Pobre Sobremadura Muy Bajo Aceptable Aceptable Muy bueno Inerte o poco gas


Calificativo Regular Sobremadura Muy Bajo Aceptable Aceptable Excelente Inerte o poco gas


Calificativo Pobre Sobremadura Muy Bajo Aceptable Aceptable Bueno Inerte o poco gas


Calificativo Buena Madura Regular Aceptable Aceptable Excelente Inerte o poco gas

Indicador COT (%)=xxx Tmax (°C)=xxx IH=xxx %Arcillas=xxx %Frágiles=xxx IF=xxx Querógeno=Tipo III

Calificativo Regular Inmadura-Madura Elevado ND ND ND Proclive a gas

Indicador COT (%)=xxx Tmax (°C)=xxx IH=xxx %Arcillas=xxx %Frágiles=xxx IF=xxx Querógeno=Tipo III

Calificativo Buena Madura Bueno ND ND ND Proclive a gas

Baja

Bujay-La

Urbina

(Municipio

Trujillo)

Noroeste de

Trujillo

(Subsuelo)

Colón

La Luna

Colón

La Luna

Colón

La Luna

Colón

La Luna

Cuicas-Palmira

(Municipio

Carache)

Chejendé-

Mitón

(Municipio

Candelaria)

ParámetrosCalidad

Prospectiva

Baja

NA

Pobre

Pobre

Regular

Buena

Buena

Leyenda= ND: No definido; NA: No aplica

De acuerdo a los parámetros descritos en la Tabla 5, se estableció la probable calidad prospectiva (tomando como baremo de


evaluación: Pobre, Baja, Regular, Buena, Alta, Excelente) de las formaciones La Luna y Colón en el estado Trujillo, en relación con

las zonas muestrales evaluadas. El calificativo de los indicadores está valorado en atención a los resultados de las relaciones obtenidas

tanto de difractometría como de pirólisis. Los resultados indican, para las muestras en superficie, calidades pobres para la Formación

Colón en las regiones de Chejendé-Mitón y Bujay-La Urbina, bajas para ambas formaciones en las zonas Cuicas-Palmira y Chejendé-

Mitón, regulares para la Formación La Luna en el sector de Bujay-La Urbina; y para las secciones en subsuelo, calidades buenas para

ambas formaciones, de acuerdo a los pocos parámetros descritos, con mayor tendencia a la generación de gas seco en la Formación

Colón, al oeste del estado Trujillo.

CONCLUSIONES

El análisis semicuantitativo de los minerales mediante DRX, indica que las muestras en superficie de la Formación La Luna son

más carbonáticas, con mayores contenidos de arcilla tipo illita que refiere depósitos de ambientes distales. Por su parte, las rocas de la

Formación Colón son más arcillosas, presentando un alto contenido de caolinita que plantea un ambiente de influencia proximal

costera. Los índices de fragilidad (IF) calculados para las lutitas de ambas formaciones en estudio cumplen los requerimientos

mineralógicos establecidos como parámetros geomecánicos para fracturamiento hidráulico; en su mayoría, las recolecciones de

Trujillo tienen porcentajes de minerales frágiles mayores a 40% y contenidos de arcilla menores a 30%.

La evaluación geoquímica para las muestras de afloramiento de las formaciones La Luna y Colón establece un querógeno tipo IV

(inerte o formador de poco gas), típico de ambientes con alta incidencia terrestre; además, comprenden unas Tmax que las ubica como

maduras y sobremaduras, con potenciales de generación pobres a regulares. En el caso de las secciones evaluadas del subsuelo, las

rocas de ambas formaciones comprenden un querógeno tipo III (proclive a la generación de gas), y son más inmaduras; lo cual

evidencia que las muestras de superficie han sido mayormente degradadas en atención a procesos como intemperismo, meteorización,

oxidación y combustión biológica.

A escala regional, la DRX refiere mayor acumulación de arcillas hacia los estados Mérida y Trujillo, lo que implica, en el caso de

la Formación Colón, una facies más arenosa hacia el noreste de Trujillo y en el estado Lara; para la Formación La Luna, la baja

densidad de puntos y la presencia de una muestra atípica en Mérida, condiciona la representación de una tendencia bastante coherente.

Geoquímicamente, la relación de COT y Tmax disminuye de Mérida hacia Lara mientras la tendencia en los IH e IO va aumentando

progresivamente en ese mismo orden; aunque la Formación La Luna no fue muestreada en éste último estado.

La conjugación de las características sedimentológicas y geoquímicas evaluadas para las muestras en superficie indican calidades

prospectivas que se clasificaron de bajas a regulares para la Formación La Luna y de pobres a bajas para la Formación Colón, en

atención, sólo a los parámetros analizados. Asimismo, los criterios descritos para el subsuelo presentan calidades prospectivas buenas

en ambas formaciones, con mayor tendencia proclive a la producción de gas natural seco en la Formación Colón (al oeste del estado

Trujillo), cuyo potencial de generación del preciado gas natural de lutita (no convencional) estará sujeto a la evaluación adicional de

las propiedades petrofísicas (nanoporosidad, permeabilidad, grado de fracturas naturales, índices de saturación) y del cumplimiento de

los demás requisitos establecidos como parámetros en subsuelo (espesores efectivos, concentraciones, madurez por reflectancia de

vitrinita, entre otros) para ser considerada dicha formación como un play prospecto de lutitas gasíferas.

AGRADECIMIENTOS

A los laboratorios de PDVSA (con todo su personal operativo) donde se aplicaron los ensayos de DRX y Pirólisis. A Eglé

Sánchez, Alber Molina (PDVSA), Alejandro Llavaneras (PDVSA), Omar Guerrero (ULA), Victoria Mousalli (ULA); quienes


brindaron asesoría para el desarrollo del proyecto principal.

REFERENCIAS

AGUILERA R., M. ALVARÁN, E. C. RUIZ, H. D. BERMUDEZ et al. 2009. Estudio integrado de los núcleos y registros obtenidos de los pozos someros tipo

“slim holes” en la Cuenca Sinú. Universidad de Caldas. Tomo 2, 68 p.

BACETA J. I. & NUÑEZ-B. L. (1994). Basics and application of Rock-Eval/TOC Pyrolysis: an example from the uppermost Paleocene/lowermost

Eocene in the Basque Basin, Western Pyrenees. MUNIBE (Natur Zientziak, San Sebastian), 46:43-62.

CASTILLO B. F. 2012. Análisis geoquímico y sedimentológico de la Formación Colón, en el estado Mérida para la prospección de lutitas gasíferas.

Universidad de Los Andes, Facultad de Ingeniería, Escuela de Ingeniería Geológica. Trabajo Especial de Grado para optar al título de Ingeniero

Geólogo. Mérida, inédito.

LÓPEZ L. 2012. Caracterización geoquímica y sedimentológica de la Formación Colón, para la prospección de lutitas gasíferas en los municipios

Morán-Andrés Eloy Blanco en el estado Lara. Universidad de Los Andes, Facultad de Ingeniería, Escuela de Ingeniería Geológica. Trabajo

Especial de Grado para optar al título de Ingeniero Geólogo. Mérida, inédito.

MONSALVE J. E. 2012. Caracterización Geoquímica y Sedimentológica de la Formación Colón, para la Prospección de Lutitas Gasíferas en los

municipios Torres y Morán-estado Lara. Universidad de Los Andes, Facultad de Ingeniería, Escuela de Ingeniería Geológica. Trabajo Especial

de Grado para optar al título de Ingeniero Geólogo. Mérida, inédito.

MONTOYA J. 2012. Caracterización Geoquímica y Sedimentológica de las formaciones La Luna y Colón en el estado Trujillo de Venezuela, para la

Prospección de Lutitas Gasíferas. Universidad de Los Andes, Facultad de Ingeniería, Escuela de Ingeniería Geológica. Trabajo Especial de

Grado para optar al título de Ingeniero Geólogo. Mérida, inédito.

PACHANO M. 2012. Caracterización geoquímica y sedimentológica de la Formación Colón con fines de prospección de lutitas gasíferas entre los

municipios Jiménez y Torres, estado Lara. Universidad de Los Andes, Facultad de Ingeniería, Escuela de Ingeniería Geológica. Trabajo Especial

de Grado para optar al título de Ingeniero Geólogo. Mérida, inédito.

SANTAMARÍA D. M., M. A. AMEZCUA & T. DE J. CARRILLO. 2009. Generación de petróleo mediante experimentos de pirólisis: revisión sobre el

conocimiento actual. Boletin de la Sociedad Geológica Mexicana, 61(3):353-366.

WANG F. P. & J. F. GALE. 2009, en SLATT R. & Y. ABOUSLEIMAN 2011. Screening criteria for shale-gas systems: Gulf Coast Association of

Geological Societies Transactions, 59: 779-793.

spe wvs ce pre333

Documents