Arquitectura Estructural y Sistema

Petrolero de la Cuenca Altiplánica Peruana

Carlos Teves

Universidad Nacional Mayor de San Marcos

Agosto, 2017

VI. RESUMEN Y CONCLUSIONES

V. NUEVOS PLAYS DE EXPLORACION

IV. MODELADO DE CUENCA

III. ANALISIS ESTRUCTURAL

II. MARCO ESTRATIGRAFICO

I. GENERALIDADES

AGENDA

Introducción

Fig. 01. Ubicación y Extensión de la Cuenca Altiplánica Peruana

El Altiplano es una cuenca intramontaña desarrollada en los Andes Centrales de Perú, Bolivia, Chile y Argentina, delimitado por la Cordillera Oriental y Occidental. La cuenca altiplánica peruana ha sido explorada con fines hidrocarburíferos desde finales de 1900, generando resultados fructíferos con la explotación del yacimiento de petróleo más alto de mundo, "Campo Pirin", con una producción acumulada de 300 000 barriles de crudo de alta calidad (37.7° API).

La Cuenca Altiplánica Peruana, extendida hacia Bolivia, Chile y Argentina, ha sufrido eventos geodinámicos que condicionaron su morfología actual, siendo los más relevantes, los involucrados a partir del Cretáceo Superior-Paleógeno a la actualidad, generando las principales unidades morfoestructurales de la zona.

Fig. 02. Mapa de elevación digital (DEM) mostrando las unidades morfoestructurales de la Cordillera de los Andes.

Unidades Morfoestructurales

Fig. 03. Ubicación y Extensión del área de estudio

El Altiplano Peruano está limitado al este por la Cordillera Oriental y al oeste con la Cordillera Occidental, se extiende hacia el sur hasta el Altiplano boliviano y hacia el norte hacia las zonas de Cuzco y Apurímac en el sur de Perú . La estructuración del Altiplano Peruano, está demarcada por distintas unidades morfoestructurales, las cuales han sido desarrolladas a partir de distintos eventos tectónicos a lo largo de su historia geológica. El principal episodio, es la configuración de una faja plegada y corrida, localizada al este del Lago Titicaca, la cual, se distribuye lateralmente, alcanzando el Altiplano Boliviano, donde es conocida como la Faja Plegada y Corrida de Huarina.

Ubicación del

Área de Estudio

Historia de las Actividades Petroleras

•COROCORO COMPANY Año, 1875

TRABAJOS PREVIOS

CAMPO PIRIN

•TITICACA OIL COMPANY Año, 1911-1915

Fig. 04. Historia de las Actividades Petroleras

•CUERPO DE INGENIEROS DE MINAS

Año, 1939-1946

•PETROANDES S.A. Año, 1991-1994

•YUGANSK & PETROANDES Año, 1994

•SIBOIL DEL PERU S.A. Año, 2007

•ANTILLES OIL AND GAS S.A.C. Año, 2015

• IRD - PERUPETRO S.A. Año, 2006-2007

• IRD - PERUPETRO -YPFB Año, 2014

VI. RESUMEN Y CONCLUSIONES

V. NUEVOS PLAYS DE EXPLORACION

IV. MODELADO DE CUENCA

III. ANALISIS ESTRUCTURAL

II. MARCO ESTRATIGRAFICO

I. GENERALIDADES

AGENDA

Marco

Estratigráfico

Fig. 05. Columna Litoestratigráfica del área de estudio

El Altiplano Peruano, cubre importantes unidades desde la Era Paleozoico al Cenozoico, por lo que en este trabajo, se dividieron en las siguientes secuencias:

Las secuencias silúricas – devónicas, son representadas por la Formación Cabanillas, caracterizada por presentar una importante secuencia de areniscas y lutitas negras fosilíferas. Estructuralmente, se convierte en un importante nivel de despegue para el Altiplano Peruano.

El Carbonífero Inferior, representado por el Grupo Ambo, presenta areniscas feldespáticas hacia la base, y areniscas gris verdosas intercaladas con lutitas y limolitas hacia el tope.

El Grupo Tarma – Copacabana, se presenta en los períodos Carbonífero – Pérmico, y puede ser diferenciado en la Frontera Peruana – Boliviana, siendo la parte basal, areniscas blancas sublíticas, presentando diamictitas verdes que retrogradan hacia una extensa plataforma carbonatada en la región.

Los niveles pérmicos, evidenciados en el subsuelo en el área del campo Pirin, son secuencias marinas y siliciclásticas, correspondientes laterales del Grupo Ene (expuestas tanto en las cuencas Ucayali y Madre de Dios), constituyendo también un nivel de despegue regional, a lo largo del sur del Perú.

Las Secuencias Triásicas – Jurásicas Inferiores, son representadas por la Formación Quilcapunco, previamente insertada por Acosta (2001), las cuales pueden ser correlacionables crono-estratigráficamente con la Formación Lower Nia desarrollada en el subandino peruano. La Formación Quilcapuno –de ambiente continental-, está caracterizada por presentar areniscas cuarzosas de origen fluvial, con presencia de canales, como también niveles de areniscas eólicas; ambas con un importante potencial de una roca reservorio. En los registros del pozo RH-1, denotamos gran interés en los niveles de areniscas de esta formación -40 m y 15m-, puesto, presentan oil shows dentro de sus secuencias.

Fig. 06. Columna Estratigráfica del

Pozo RH-1 (Campo Pirin)

Fig. 07. Sección estructural esquemática descrita en el Estrecho de Tiquina

Fig. 08. Columna descrita por Vieira et al. (2004) en el Estrecho de Tiquina

*Fieldtrip IRD – PPT – YPFB (2014)

Fig. 09. Flattening a la base de Lower Nia en las unidades pérmico superiores.

* Correlaciones Lito-Estratigráficas

El Jurásico Medio-Superior, está representado por las Formaciones Sipin y Muni, asociadas a las partes proximales o bordes del tras-arco de la cuenca Jurásica. La formación Sipin, en el área de estudio, se presenta como calizas grises masivas, y calizas negras fosilíferas. Dichas secuencias están intercaladas con niveles de areniscas -conteniendo estructuras en canales y laminadas- y limolitas rojizas a amarillentas.

La Formación Muni, caracterizada por presentar niveles de lutitas y limolitas rojas principalmente, es preponderantemente importante para el entendimiento tectónico de la zona de estudio, debido a que, es el nivel de despegue para el área del presente trabajo. Dicha secuencia, se encuentra en contacto erosivo con las areniscas continentales de la Formación Huancané.

Fig. 10. Contacto Erosivos entre las Formaciones Muni y Huancané (UTM WGS 19S: 426620-8315245)

Las secuencias representativas consideradas para este trabajo en el Sistema Cretácico son: Formación Huancané, Grupo Yanaoco, Formacion Ayabacas y parte de la Formación Vilquechico.

La Formación Huancané, presente tanto en subsuelo (Pozos Coata 1X, Ayabacas 1X y RH – 1), como en superficie en las zonas de Pirin, Yanaoco, Huancane, Vilquechico, entre otras; está compuesta predominantemente por conglomerados, y niveles fluviales y eólicos desarrollados en el Altiplano Peruano – Boliviano. Es importante señalar, que al tope de esta unidad, se presenta una secuencia de areniscas cuarzosas eólicas, las cuales, podrían ser una potencial roca reservorio en el sistema petrolero altiplánico.

El contacto entre la Formación Huancané y el Grupo Yanaoco es erosivo, éste último, conteniendo areniscas cuarzosas y conglomerados, progradando a niveles pelíticos rojizos, con leves intercalaciones de canales de arenas.

Fig. 11. Disposición estratigráfica en el afloramiento Yanaoco

(UTM WGS 19S: 424435-8316028)

Hacia el tope del Grupo Yanaoco, ocurre una transgresión marina, depositando calizas masivas grises y lutitas; mostrando que nos encontramos inmersos en una plataforma carbonatada somera. La sedimentación calcárea es interrumpida, debido a la presencia de mega brechas u olistotromos, que retrabajan las Formaciones Huancané, Muni, Šipin, Quilcapunco y Unidades Paleozoicas. Este evento, es el inicio de la Formación Ayabacas.

Esta unidad, distribuida a lo largo de la zona de estudio, con un espesor variable, está compuesta por secuencias de calizas que han sufrido una deformación sin-tectónica, además de niveles pelíticos. Importantes niveles evaporíticos, fueron observados tanto en superficie como en subsuelo, que guardan estrecha relación con la deformación y estructuración de las principales unidades morfoestructurales de la cuenca.

Fig. 12. Columna Estratigráfica del Pozo Coata 1X

Al tope de la Formación Ayabacas, se deposita la Formación Vilquechico, caracterizada por presentar niveles de limolitas principalmente, además de areniscas y yeso, sellando las secuencias deformadas previamente, e iniciando un contexto de cuenca de antepaís.

Finalmente, las secuencias terciarias, insertadas previamente por otros autores (Newell 1949, Audebaude et al 1978, Jaillard et al 1993, Sempere 2000, entre otros) están caracterizadas por ser importantes depósitos continentales provenientes de las Cordillera Occidental y Oriental (Sobel et al., 2003), rellenando la cuenca de antepaís formada previamente.

Fig. 13. Columna Estratigráfica del Pozo Ayabacas 1X

VI. RESUMEN Y CONCLUSIONES

V. NUEVOS PLAYS DE EXPLORACION

IV. MODELADO DE CUENCA

III. ANALISIS ESTRUCTURAL

II. MARCO ESTRATIGRAFICO

I. GENERALIDADES

AGENDA

Análisis Estructural

Fig. 14. Mapa Geológico del área de estudio.

Fig. 15. Sección Estructural desarrollada en la presente investigación.

Fig. 16. Interpretación de la línea sísmica S2-41.

Borde Occidental

Fig. 17. Sección estructural desarrollada en el proyecto, enfocada en mostrar el borde occidental (Campo Pirin).

Fig. 18. Sección estructural desarrollada en el proyecto, enfocada en mostrar el borde oriental (Faja Plegada del Altiplano).

Borde Oriental

Fig. 19. Imagen mostrando la profundidad del despegue

jurásico para el borde oriental.

Fig. 20. Sección balanceada regional desarrollada en el presente trabajo

Sección Balanceada Regional

Discusión

Fig. 21. (A) Modelo de sección balanceada desarrollada por Espurt et al. (2008). (B) Interpretación sísmica en la que se distingue la transferencia de energía de basamento

(Shira thrust) a pila sedimentaria (San Martin thrust).

Fig. 22. (A) y (B) Sección balanceada desarrollada por Espurt et al. 2011, en el área de Camisea. Nótese en la figura (B) los duplex asociados al acortamiento del frente de la zona de Camisea.

Discusión

VI. RESUMEN Y CONCLUSIONES

V. NUEVOS PLAYS DE EXPLORACION

IV. MODELADO DE CUENCA

III. ANALISIS ESTRUCTURAL

II. MARCO ESTRATIGRAFICO

I. GENERALIDADES

AGENDA

JATUNCOCHA LAGO TITICACA PIRIN

10 km

Fig. 23. Diagrama estratigráfico de las secuencias sedimentarias mostrando la relación con el sistema petrolero de la cuenca altiplánica peruana

?

Distribución Litoestratigráfica

Fig. 24. Ubicación del sinclinal utilizado para la modelización geoquímica en el borde occidental del proyecto

Fig. 25. Calibración de la información del modelo con los datos de reflectancia de vitrinita.

Borde Occidental

JATUNCOCHA LAGO TITICACA PIRIN

10 km

Fig. 26. Diagrama de soterramiento contrastado con los valores de temperatura

Modelización del Sistema Petrolero

Fig. 28. Diagrama de soterramiento contrastado con los intervalos de generación de

hidrocarburos, desestimando el potencial del paleozoico inferior.

Fig. 27. Diagrama de soterramiento contrastado con los intervalos de generación de hidrocarburos.

Diagramas de Generación

JATUNCOCHA LAGO TITICACA PIRIN

10 km

Fig. 30. Diagrama de soterramiento contrastado con los intervalos de

expulsión de hidrocarburos, desestimando el potencial del

paleozoico inferior

Fig. 29. Diagrama de soterramiento contrastado con los intervalos de expulsión de hidrocarburos

Diagramas de Expulsión

Fig. 32. Diagrama de estimación de la cantidad de expulsión versus tiempo, de la formación Ene

Shale.

Fig. 31. Diagrama de estimación de la cantidad de generación versus tiempo, de la formación Ene Shale.

Generación – Migración / Ene Shale?

JATUNCOCHA LAGO TITICACA PIRIN

10 km

Fig. 33. Ubicación del sinclinal de Vilquechico, utilizado para la modelización geoquímica en el borde oriental del proyecto

Borde Oriental

JATUNCOCHA LAGO TITICACA PIRIN

10 km

Fig. 34. Diagrama de soterramiento contrastado con los valores de temperatura

Fig. 35. Calibración de la información del modelo con los datos de reflectancia de vitrinita

Modelización del Sistema Petrolero

Fig. 36. Diagrama de soterramiento contrastado con los intervalos de generación de hidrocarburos

Fig. 37. Diagrama de soterramiento contrastado con los intervalos de expulsión de hidrocarburos

Diagramas de Generación - Expulsión

VI. RESUMEN Y CONCLUSIONES

V. NUEVOS LEADS DE EXPLORACION

IV. MODELADO DE CUENCA

III. ANALISIS ESTRUCTURAL

II. MARCO ESTRATIGRAFICO

I. GENERALIDADES

AGENDA

JATUNCOCHA LAGO TITICACA PIRIN

10 km Fig. 39. Delimitación de las estructuras relacionadas

a los prospectos señalados

Fig. 38. Ubicación de los prospectos desarrollados para el borde occidental

Borde Occidental: Evaluación de Leads

JATUNCOCHA LAGO TITICACA PIRIN

10 km

Fig. 41. Delimitación de la estructura relacionada al lead.

Fig. 40. Ubicación del lead desarrollado para el borde oriental del proyecto.

Borde Oriental: Evaluación de Leads

VI. RESUMEN Y CONCLUSIONES

V. NUEVOS LEADS DE EXPLORACION

IV. MODELADO DE CUENCA

III. ANALISIS ESTRUCTURAL

II. MARCO ESTRATIGRAFICO

I. GENERALIDADES

AGENDA

Resumen y Conclusiones

• La Cuenca Altiplánica Peruana, muestra una evolución estructural, ligada tanto a una tectónica de piel delgada asociada al lado este del sector (Faja Plegada y Corrida del Altiplano), como también a un híbrido entre una tectónica de piel gruesa y delgada sobre el lado oeste del trabajo (Estructura Pirin), ambas asociadas a esfuerzos con direcciones Este – Oeste, alrededor de 40 Ma (Eoceno Medio).

• La nueva propuesta litoestratigráfica, asociada a la sección balanceda regional presentada en este estudio, corrobora la distribución de las principales secuencias sedimentarias a lo largo de la cuenca.

• Los niveles involucrados en la deformación descritos en el corte estructural, son

asignados hacia el lado occidental a secuencias paleozoicas superiores a partir de la transferencia de energía proveniente de una cuña intercutánea, abarcando basamento y pila sedimentaria. Para el lado oriental, el nivel de despegue jurásico de la Formación Muni, es producto del esfuerzo compresivo de una estructura tipo antiformal stack cuyos despegues se asocian también a secuencias paleozoicas superiores.

• A partir de la restauración estructural del mencionado corte, cuya extensión es de 96.600 km, se pudo constatar que el acortamiento presentado es de 42.650 km, siendo el 30.60 % del valor de longitud se la sección; ubicando la mayor tasa de acortamiento hacia la morfo-estructura denominada Faja Plegada del Altiplano.

Resumen y Conclusiones

• En base al coherente enfoque realizado en el presente proyecto, así como evidencia de seeps en lo largo de la zona estudio, se ha podido postular y modelar distintos sistemas petroleros, siendo los más relevantes, el propuesto para el lado occidental Ene - Ene (.) asociado a la generación de hidrocarburos para el otrora yacimiento Pirin; así como el sistema petrolero Muni - Huancané (.) hacia el borde oriental, el cual necesita mayores estudios para su validación con la finalidad de contemplar la posibilidad de la existencia de recursos petrolíferos o gasíferos para este sector de la cuenca.

• Se pudo delimitar distintos leads de exploración en base a la interpretación de la sección estructural balanceada, tanto para el borde oriental como occidental fundada en el agente de deformación que condiciona las estructuras previamente mostradas. Por tal motivo se considera que las trampas para la acumulación de hidrocarburos en la cuenca, obedecen a un tipo esencialmente estructural.

• Consideramos necesario validar los postulados que presentamos, puesto que mantenemos una posición expectante en base a la posibilidad de generar desarrollo energético para la región; sin embargo creemos imperativo realizar mayores estudios tanto en superficie como en subsuelo, puesto que con mayor densidad y una adecuada interpretación podemos llegar a los resultados adecuados.

MUCHAS GRACIAS !!

Equipo de Trabajo IRD – YPFB, Sector Mina Matilde (4504 msnm)