for hydrocarbons

Prospectividad de hidrocarburos en la Cuenca Chocó, Colombia

Jairo Mojica CorzoPhD. Geólogo, Asesor ST ANH

Noviembre 19 de 2009

Prospectividad

• Es un estimativo de la posibilidad de encontrar yacimientos de HCs económicamente explotables en una región dada, ya sea una Cuenca, Subcuenca, área, o bloque.

• Cualitativamente se la califica como alta, media, baja y muy baja.

• El concepto de prospectividad es dinámico, ya que depende del estado del conocimiento y de los avances tecnológicos.

• Así, teniendo en cuenta el estado del arte en la Cuenca Chocó (sensu ANH 2006), se puede anticipar que, actualmente, hay allí tres áreas con diferente prospectividad:

• ALTA en la Subcuenca San Juan.

• MEDIA, en el Alto Atrato.

• BAJA, en el Medio y Bajo Atrato.

3

Factores que condicionan la prospectividad, en general, y en la Cuenca Chocó, en particular

Evaluar la prospectividad significa examinar la existencia de:

1) Suficientes espesores de rocas generadoras.

2) Apropiados espesores de rocas almacenadoras.

3) Rocas sello suficientes y de buena calidad.

4) Trampas que acumulen y conserven los HCs.

5) “Cocinas” de HCS, generadas mediante suficiente sobrecarga y un gradiente geotérmico apropiado.

6) Sincronismo entre la aparición de las trampas y la expulsión de los HCs, es decir que el petróleo se expulse después de generadas las trampas

4

Fotografía aérea que ilustra el medio ambiente cenagoso y selvático que caracteriza la Cuenca Chocó. Tomada en un sector del Bajo Atrato, próximo a la población de Riosucio.

Cómo se ve el Chocó desde el aire

La Cuenca Chocó costa adentro

Características:

1) Área de frontera en la que se han perforado apenas 5 pozos, todos secos, durante la segunda mitad del Siglo XX.

2) Localizada en el Occidente Andino y calificada como cuenca de ante- o post- arco (“fore-arc; post or arc basin”), teniendo en cuenta el tipo de basamento económico, de tipo oceánico, conformado en buena parte por basaltos y rocas intrusivas básicas a ultrabásicas, cuya edad conocida se remonta apenas al Cretácico.

3) Cobertera cenozoica de predominantemente marina, con espesores máximos cercanos o superiores a 10.000 m.

4) Extensión: 38.582 km2.

5) Compuesta por dos regiones ( dos subcuencas) con características y extensión no estrictamente comparables:

-al norte la Subcuenca Atrato, -al sur la Subcuenca San Juan.

6

Chocó costa adentro (06)

Chocó costa afuera (07).

Localización regional de la Cuenca Chocó, que se subdivide en:

7

¿Chocó, una Cuenca y dos Sub-cuencas?

El Mapa de profundidades del basamento pre-cenozoico, la Cuenca Chocó (sensu ANH 2007) muestra dos provincias geológicas con diferente extensión y espesores de la cobertera prospectiva, de edad cenozoica, separadas por el Cinturón Deformado de Itsmina.

En azul: áreas donde el basamento económico se encuentra profundo; en marrón y morado zonas con basamento cerca de superficie o expuesto. Se diferencian así dos sub-cuencas:

Al norte, la Subcuenca Atrato, que destaca como un elemento mayor, que se extiende desde el “Arco de Itsmina” hasta la frontera con Panamá.

Al sur, la Subcuenca San Juan aparece como un elemento menor, compuesto por una surco oriental poco profundo , y una amplia y somera zona occidental con basamento cerca de la superficie.

SubcuencaAtrato

SubcuencaSan Juan

“Arco de Itsmina”

Mapa geológico de la Cuenca Chocó, que ilustra el desarrollo, arreglo y extensión del Cinturón Deformado de Itsmina, así como su papel como elemento límite entre dos provincias geológicas diferentes en extensión, estilo estructural, marco tectónico y orientación. Dado que también la estratigrafía en ambos sectores muestra sensibles diferencias, se puede separar una Subcuenca Atrato en el norte y una Subcuenca San Juan en el sur. Complementado de EAFIT 2008 .

Rio-

1

Buch-

1

Pac-1N

ec-1

Uro-

1

Opo-

1

Buev-

1 Choc-

1

Mapa geológico de la Cuenca Atrato

Sub-Cuenca Atrato

• Es una región de baja topografía, pantanosa , selvática, muy lluviosa y con escasa infraestructura vial.

• La geología de superficie está dominada por rocas Cenozoicas, con una marcada asimetría, que se manifiesta en las distribución de los afloramientos, ya que de las unidades más antiguas aparecen casi exclusivamente hacia el borde occidental.

• En ella se han perforado los siguientes cinco pozos exploratorios:• Buchadó-1, Richmond 1953, TD 15 539. Terminó en rocas del Eoceno Superior,

semejantes a Fm. Iró, pero al parecer está fuera de trampa. Muestras de gas a 5800’ y de aceite a 11 500’.

• Opogadó-1, Continental, 1973, TD 11372TD 11372’ al parecer perforado sobre un diapiro de lodo.

• Urodó-1, Superior 1973, TD 15 000’. Al parecer el alto estructural perforado es un diapiro.

• Pacurita-1, Asamera 1981, TD 9489. Terminó en rocas oligocenas y pero no alcanzó los objetivos.

• Nécora-1, Asamera 1983, TD 6 583. Llegó hasta rocas del Oligoceno, pero no al objetivo previsto.

• El cubrimiento sísmico es bastante reducido, lo cual se traduce en un deficiente conocimiento del subsuelo y de las trampas estructurales y estratigráficas.

10

Mapa de basamento pre-cenozoico que muestra una depresión sedimentaria, alargada en la N-S, con tres depocentros de menor orden, que deben representar tres “cocinas” de primer orden:

I.Una mediana, al norte, en la zona de transición entre el medio y bajo Atrato.

II. Una mayor, a la altura de Quibdó;

III.Una pequeña al sur, hacia el límite con el Arco de Itsmina.

Nótese que la Subc-uenca Atrato se someriza y termina en la frontera con Panamá, en la Serranía de Quía, que constituye una divisoria de aguas.

Sub-Cuenca Atrato(En rojo)

11

Manifestaciones de HCs y de un sistema petrolífero activo en las Sub-cuencas Atrato y San Juan.

Como se muestra en la mapa en esta región se encuentran han reportado abundantes rezumaderos de petróleo y gas.

Se indican las localizaciones de los pozos BUCHADÓ-1, NÉCORA-1, PACURITA-1, URODÓ-1 y ANH-CHOCÓ-1-ST-P

PACURITA-1

NÉCORA-1

12

Columna estratigráfica generalizada de la Sub-cuenca Atrato, con una cobertera cenozoica de aproximadamente 7300 m de espesor, y litologías variadas que contienen en forma abundante y suficiente tres elementos fundamentales para un sistema petrolífero:

1. Rocas generadoras (en colores azul y gris ) y marcadas con rombos verdes y <S>, concentradas las formaciones del lapso Paleoceno- Oligoceno. (Fms. Clavo, Salaquí y Uva)

2. Rocas almacenadoras (en amarillo y naranja) dispersas en toda la columna, pero más frecuentes en el intervalo Oligoceno-Plioceno.

3. Rocas sello (en gris), omnipresentes en la sucesión litológica.

Modificada y complementada de Suárez (2007). 13

Los números representan: 1:Fm. Clavo, 2: Fm. Sierra, 3y 4: Fms. Napipiíy Sierra superior. 5, 6, 7,8, y 9: Fms. Clavo, Salaquí, Uva, Napipí, Sierra y

Quibdó.

145 119119 97 66 24 5

M E S O Z O I C O C E N O Z Ó I C O

C R E T A C E O P A L E O G E N O N E O G E N O

Temprano Tardío MiocenoEocenoPaleoc Oligoceno PL/P

ROCA GENERADORA

RESERVORIO

SELLOL

SOBRECARGA

TRAMPA

EXPUL-MIGRA

PRESERVACION

MOMENTO CRITICO

EVENTOS

1

6 8 9

10 11

5

14

16

3

2

4

7

12 13

15

145 119119 97 66 24 5




ROCA GENERADORA

RESERVORIO

SELLOL

SOBRECARGA

TRAMPA

EXPUL-MIGRA

PRESERVACION

MOMENTO CRITICO

EVENTOS

1

6 8 9

10 11

5

14

16

3

2

4

7

12 13

15

1: Formación Clavo

2: Formación Sierra

3,4 : Formación Napipí, sierra Superior

5, 6, 7, 8, 9 : Formaciones Clavo, Salaqui, Uva, Napipí, Sierra, Quibdo

145 119119 97 66 24 5




ROCA GENERADORA

RESERVORIO

SELLOL

SOBRECARGA

TRAMPA

EXPUL-MIGRA

PRESERVACION

MOMENTO CRITICO

EVENTOS

1

6 8 9

10 11

5

14

16

3

2

4

7

12 13

15

145 119119 97 66 24 5




ROCA GENERADORA

RESERVORIO

SELLOL

SOBRECARGA

TRAMPA

EXPUL-MIGRA

PRESERVACION

MOMENTO CRITICO

EVENTOS

1

6 8 9

10 11

5

14

16

3

2

4

7

12 13

15

1: Formación Clavo

2: Formación Sierra

3,4 : Formación Napipí, sierra Superior

5, 6, 7, 8, 9 : Formaciones Clavo, Salaqui, Uva, Napipí, Sierra, Quibdo

Carta de eventos generalizada para la Sub-Cuenca Atrato

14

Pozos hasta ahora perforados en la Cuenca del Chocó e información sísmica existente

ANH

ECOPETROL

ASAMERA

Pozo ANH

15

1. El Cinturón Deformado de Itsmina , que por el norte está limitado por las Fallas de Docampadó-Condoto.

2. Un surco de sedimentación somera entre el Río San Juan y la Cordillera Occidental que se profundiza y amplía hacia el sur, dando espacio para la acumulación espesa del delta del San Juan y depocentro en la zona de B/tura.

3. Una zona con un alto del basamento y una cobertera adelgazada hasta 1.000m, al oeste del cauce del San Juan, el cual ha sido , y es, claramente controlado por el alto del basamento .

Sub-cuenca San Juan (en rojo) Conformada por:

16

Cg de La Mojarra

Fm Istmina

Fm Iró

Complejo Santa Cecilia - La Equis

Dep. Aluviales

GG

RRSS

SS

SS

Mapa Geológico del extremo oriental del Cinturón deformado de Itsmina

Rio Iró

Rio San Juan

17

Columna estratigráfica generalizada de la Sub-Cuenca San Juan Atrato, con una cobertera cenozoica de aproximadamente ?9000 m de espesor, y con litologías variadas que contienen, en forma abundante y suficiente, como en la zona del Atrato, tres elementos fundamentales para un sistema petrolífero:1. Rocas generadoras (en colores azul y gris ) y marcadas con rombos verdes y <S>, concentradas las formaciones del lapso Paleoceno- Oligoceno (Fms. Iró y Sierra).2. Rocas almacenadoras (en amarillo y naranja) dispersas en toda la columna, pero más frecuentes en el intervalo Oligoceno-Plioceno. Los potenciales reservorios pueden estar en las Fms. Conglomerados de La Mojarra, Condoto y Munguidó.3.Rocas sello (en gris), omnipresentes en la sucesión litológica.Modificada y complementada de Suárez (2007).

18

0.0 – 0.5 POBRE

0.5 - 1.0 REGULAR

1.0 – 2.0 BUENO

2.0 – 4.0 MUY BUENO

4.0 – 8.0 EXCELENTE

> 8.0 FUERA DE SERIE

2.1

4.8 7.55

Inferior Medio Superior

FORMACIÓN I R Ó C O T (%)(contenido total de materia orgánica)

Contenido de Materia Orgánica Total en los cada uno de los tres miembros de la Fm. Iró, Subcuenca San Juan, según datos del IPC (2001). Valores expresadas como porcentajes promedio; algunas muestras del Iró superior alcanzan COT cercanos a 25%.Se concluye que la Fm. Iró tiene una excelente capacidad de generación de hidrocarburos. 1

9

Contenido Total de Materia Orgánica en la Fm. Iró

<430 °C INMADURA

430 – 465 °C ZONA DE ACEITE

>465 °C ZONA DE GAS

< 430°C < 430°C

≈ 435 °C


FORMACIÓN I R Ó T Max. (°C)

<0.6 INMADURA

0. 6 – 1.2 MADURA

>1.2 SOBREMADURA

<0.6 <0.6 <0.6


FORMACIÓN I R Ó % Ro(Reflectancia de vitrinita)

Arriba: Los valores de Temperatura Máxima estimada para los diferentes miembros de la Fm. Iró, indican la entrada en la ventana de generación.Abajo: La Reflectancia de la vitrinita en los 3 miembros de la Fm. Iró indica estado de inmadurez térmica. 2

0

Temperatura Máxima y Reflectancia de Vitrinita en la Fm. Iró

<430 °C BAJO

430 – 465 °C BUENO

>465 °C EXCELENTE

9,4

23 39


FORMACIÓN I R Ó S1 + S2

(mgr HCs / gr roca)

<0.6 BAJO

0. 6 – 1.2 BUENO

>1.2 EXCELENTE

201Kérogeno tipo III

332Kerógeno Tipo II

405 a 560Kerógeno Tipo II

I H (mgr HCs / gr TOC)

FORMACIÓN I R Ó


21

Valores de S1+S2, y de Índice de Hidrógeno en la Fm. Iró.

Los números representan: 1y 2: Fm. Iró, 3: Fm. Condoto, 4 y 5:Fm. Condoto; 6,7 y 8 Fms. Sierra, Istmina, la Mojarra, Condoto, Munguidó y

Atrato.

145 119119 97 66 24 5




ROCA GENERADORA

RESERVORIO

SELLO

SOBRECARGA

TRAMPA

EXPUL-MIGRA

PRESERVACION

MOMENTO CRITICO

EVENTOS

1

6 8

9 10 11

5

14

16

17

3

2

4

7

12

13 15

1, 2 : Formación Iró

3: Formación Condoto

4, 5 : Formación Itsmina, Formación Condoto superior

6, 7, 8, : Formación Sierra, Itsmina, La Mojarra, Condoto, Mugido, Atrato

Carta de eventos generalizada para la Subuenca San Juan

22

Sísmica existente y en adquisición en la Sub-cuenca San Juan , y sector inmediatamente al Norte.Aunque el cubrimiento no es alto, la sísmica ha demostrado la ocurrencia de importantes estructuras en el subsuelo, a las que se asocian abundantes trampas estructurales, estratigráficas y combinadas .El origen de las misma es un graben cenozoico de dirección casi N-S al oriente del valle medio del Río San Juan, y de otro, orientado E-W, en el valle bajo del mismo río. Se trata, entonces, de altas con alta prospectividad estructural.Se indican también las alternativas para la localización del Pozo Estratigráfico ANH-CHOCÓ-1-ST-P propuestas por GEOCONSULT y la ANH.

Is tm inaCondoto

N ovita

S ip i

B u ch a d ó 1

N e c o rá 1

P a cu r ita 1U ro d ó 1

Quibdó AtratoEstratigrafico 1

SJ- Estratigrafico1

SJ - Estratigrafico 2SJ- Estratigrafico 3

POZO ANHCHOCÓ 1

23

Sísmica existente en la Subcuenca San Juan y localización de posibles estratigráficos

Interpretación sísmica de la Línea ANH-CH-2005-01 y localización del Pozo Estratigráfico profundo ANH-CHOCÓ-1-ST-P, según GEOCONSULT 2008

SW NE

24

Otras localizaciones propuestas

Pozo ANH-CHOCÓ-1ST-P

Interpretación de la Línea Sísmica ANH-2005-1, según ANH 2007

ESEWNW

Interpretación de la línea SJ-1981en el sector Norte del Bajo San Juan.

Nótese la estructura de graben invertido y afectado por persistente fallamiento inverso que genera un abundante número de trampas estructurales, las cuales se combinan con trampas estratigráficas, dando lugar a una alta prospectividad.

La dirección del corte es casi W-E. La escala vertical es de tiempo doble de viaje de las ondas sísmicas.

Fuente : Braspetro (1991) 26

Interpretación de la línea sísmica SJ-1981 en el N del Graben de Nóvita. Dirección del corte NNW-SSE

Interpretación de la línea TB-1991- 11301-VF en el sector S del Medio San Juan.

Nótese la estructura de graben invertido y afectado por persistente fallamiento inverso que genera un abundante número de trampas estructurales, que se combinan con trampas estratigráficas, dando lugar a una alta prospectividad.

La dirección del corte es casi N-S lo cual denota la existencia de un graben distinto, o un brazo del anterior. La escala vertical es de tiempo doble de viaje de las ondas sísmicas.

Fuente : Braspetro (1991)

SSENNW

27

Interpretación de la línea sísmica TB-1991- 11301-VF en el N del Graben de Nóvita. Dirección del corte: casi N-S

NóvitaB/turaTambora-1

Corte geológico NNE-SSW en el costado Oriental de la Sub-Cuenca San Juan , con la localización del Programa sísmico San Juan -81.

La interpretación muestra el graben al sur de Nóvita contiene rocas depositadas una zona de plataforma somera, con acumulación de unidades sísmicas que se acuñan, o adelgazan, contra el alto del basamento asociado con el Cinturón Deformado de Itsmina.

La ocurrencia de posibles bancos arrecifales (en azul), incrementa notablemente la prospectividad.

Nótese que en la zona de B/ventura el graben se profundiza, dando lugar a la depositación de sedimentos depositados de aguas profundas, Al sur de B/tura está el Pozo Tambora-1, cerca a otro alto del basamento.

NESW

28

Interpretación de la línea geológica longitudinal del Graben de Nóvita. Dirección del corte: casi NNE-SSW

Los estigmas de la Cuenca Chocó y por qué durante largos años fue olvidada para la exploración de hidrocarburos • Como resultado de la exploración y la perforación de los pozos petroleros

exploratorios de la segunda mitad del Siglo XX, se dieron a conocer algunos resultados poco halagadores, que estigmatizaron la Cuenca Chocó, y la declararon prácticamente estéril en HCs comerciales. Entre los problemas planteados están:

1. Que el contenido de materia orgánica (TOC) era demasiado baja y que no se veía claramente una unidad litológica con adecuada capacidad para generar acumulaciones comerciales.

2. Que el gradiente geotérmico era insuficiente para poner a funcionar las cocinas de HCs, y por lo tanto se declaró la cuenca como “fría”.

3. Que no había seguridad acerca de la presencia de abundantes trampas.4. Que ninguno de los pozos perforados, a pesar de haber profundizado en dos

casos hasta 15,500 pies, alcanzó rocas que hubiesen alcanzado la ventana de generación, ya que en su mayoría resultaron inmaduras.

No obstante, como se resalta en esta presentación, los resultados de los estudios recientes adelantados por la ANH indican que la prospectividad de la Cuenca Chocó es alta y que las reservas potenciales son bastante halagüeñas.

29

Parámetros geoquímicos determinados en 5 de los pozos perforados en la región pacífica colombiana hasta finales de la década del 90. Resultados de la Compañía Petrolífera Latina Inc. Octubre de 1988.

Buchadó -1 Tambora-1 Sandi -1 R. Garande-1 Majagua-1Ro 0,34 – 0,46

Inmadura0.41 – 0.47Inmadura

0.35 –0.48Inmadura

0.23 - 0.61 Inmadura

0.29- 0.44Inmadura

TOC % 0,4 - 0, 83

Generación marginal

0.23 – 0.77


0.85 Prom.


0.89 Prom.


0.94 Prom.


T Máx. 417º- 435º

Baja incip. Madurez

N A 423 – 429

Baja madurez

N A 481- 439

Madura

HI <300Generacióngas.

? ? ? ?

SCI 3,5 – 5.0Inmadura

3.0 - 3,5Inmadura

3.0 - 3,5Inmadura

N. A. N A

30

Características geoquímicas encontradas en el Pozo Buchadó-1, de acuerdo con los análisis efectuados por la Compañía Petrolífera Latina Inc., octubre de 1988.

Estos bajos valores y otros similares, derivados de los pozos Urodó-1, Opogadó-1 , Nécora y Pacurita, llevaron al estancamiento de la prospección de HCs en la Cuenca Atrato.

En buena parte ello se debe a que dichos pozos no alcanzaron las rocas generadoras de la base del Eoceno, comparables con las Fms. Iró, Clavo y Salaquí

Parámetro TOC % Ro HI T Máx. CSI

Valor 0,4 - 0, 85 0,34 – 0,46 <300 417º- 435º 3,5 – 5.0

Calificación Generación marginal

Inmaduro Generación de gas

Baja – Incip. madurez

Inmadura

POZO BUCHADÓ-1, Sub-Cuenca Atrato

31

Mapa geotérmico del Pacífico Colombiano

Mapa geotérmico, elaborado con los datos del gradiente geotérmico promedio obtenido en algunos de los pozos exploratorios perforados durante la II mitad del Siglo XX de las Cuencas Chocó y Tumaco. Nótese que la zonas con mayor gradiente, en color rojo y naranja, se encuentran al occidente, una en la zona de mar adentro al SSW de Buenaventura (Pozo Sandi-1), y otra, en el Medio Atrato (Pozo Buchadó-1).

Así, muchos de los pozos hasta ahora quedan en las franjas de menor gradiente geotérmico.

En consecuencia, se piensa que las cuencas tierra adentro de Tumaco y Chocó son “Cuencas Frías”.

Versión original de Compañía Petrolera Latina (1988), mejorado por JMC, ANH (2009)

33

Gráfico de Temperatura vs. Profundidad en pozos del Pacífico Colombiano

Potencial de reservas en la Cuenca Chocó

• Las opiniones al respecto del potencial petrolero de la Cuenca Chocó son diversas.

1. EAFIT (2007) estima que en la:• Sub-Cuenca Atrato se pueden esperar unos 1000 millones de barriles

de petróleo;• Sub-Cuenca San Juan podría existir aprox. 800 millones de barriles de

petróleo, lo cual daría un total de 1800 MBPE para la Cuenca Chocó.

2. Por medios probabilísticos , VARGAS (2009) calcula unas reservas potenciales de 26.974 MBPE para totalidad de la Cuenca Chocó costa adentro.

3. La universidad Industrial de Santander (García, 2009) calcula un potencial de MBPE para la Cuenca Chocó.

34

Comparación de la estratigrafía de las Sub-Cuencas Atrato y San Juan.

La falta de columnas estratigráficas y de bio-estratigrafía detallada para datar las formaciones no permite una correlación segura,.

Según EAFIT (2007). 3

5

Gracias por la atención y a la ANH por permitirme conocer de primera mano el Chocó. 3

6

Muchas Gracias !www.anh.gov.co

37

Potencial Generador de las Rocas Generadoras de laFormación Iró, Cretácico Terminal-Eoceno, Cuenca del Chocó

0,00

30,00

60,00

90,00

120,00

150,00

0 5 10 15 20 25

% COT

S1 +

S2

UPPERIRO

MIDDLEIRO

LOWERIRO

Gráfico de Carbono Orgánico Total vs. S1 + S239

0

4

8

12

16

20

0 1 2 3 4 5

% COT

S2

UPPERIRO

MIDDLEIRO

LOWERIRO

Kerógeno II

Kerógeno III

Cuenca del Atrato-Formación Iró Cretácico terminal- Eoceno

Tipos de kerógeno presentes en las rocas de la Fm. Iró. Predominan los kerógenos de tipo II y III.

40

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0 100 200 300 400

INDICE DE OXIGENO (mg CO2 / g TOC)

IND

ICE

DE

HID

RO

GEN

O (m

g H

C /

g TO

C)

UPPERIRO

MIDDLEIRO

LOWERIRO

I

II

III

Potencial Generador de las Rocas Generadoras de laFormación Iró, Cretácico Terminal-Eoceno, Cuenca del Chocó

Gráfico de Índice de Oxigeno vs, Índice de Hidrógeno y tipos de Kerógeno (I, II, II). 4

1

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