TRABAJO DE INVESTIGACION

ERIKA LICETH GUAYARA PEAPAULA ANDREA VARGAS VEGA

ING. ALIRIO ERNESTO ACEVEDO

FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERIAS DE SAN GIL UNISANGILINGENIERIA AMBIENTALYOPAL - CASANARE2014

DESARROLLO GEOLOGICO DE LOS LLANOS

UBICACIN GEOGRFICAEl Bloque Caracar se encuentra localizado en la parte Centro-Oriental de la Cuenca de los Llanos Orientales de Colombia, en el Municipio de Puerto Gaitn, departamento del Meta, aproximadamente a 280 Km de la ciudad de Bogot. El bloque limita al Sur con el bloque CPO 12, al Oeste con el Rio Manacacias y el Municipio de Puerto Gaitn-Meta, al Norte con el Rio Meta y al Este con el bloque Guarroj, donde se encuentra ubicado Campo Ocelote, operado actualmente por la Compaa HOCOL; actualmente cuenta con un rea de 45.460 Ha y una distribucin de 10 campos comerciales a lo largo de todo el territorio. La anterior descripcin se puede observar en la Figura 1.

RESEA HISTRICAEl contrato de Asociacin Caracara fue suscrito entre la Empresa Colombiana de Petrleos ECOPETROL y HUPECOL LLC el 8 de Febrero de 2001 y fecha efectiva del 16 de abril del mismo ao. En esta etapa, HUPECOL re-evalu la informacin que haba sido obtenida por la Compaa CASA INGLESA, en el antiguo contrato de asociacin Rio Planas, en donde se tuvo en cuenta los ndices de aceite encontrados en los pozos Tigrillo-1, Comorn-1 y Bengala-1. Esta re-evaluacin se inici con la adquisicin de ssmica 2D, en donde se pudo en evidencia un tren de fallas a lo largo de los cuales se desarrollaban las estructuras de los pozos mencionados. Posteriormente en el ao 2003 se realiz la adquisicin e interpretacin de aproximadamente 127 Km2 de ssmica 3D; estos fueron una porcin del Bloque Caracara (Caracara Central), lo cual mejor sensiblemente la imagen del subsuelo en la zona que comprende los actuales Campos Peguita y Elizita (ver figura 2.), permitiendo de esta manera comenzar con un mejor desarrollo de las estructuras encontradas.

En el ao 2008, los derechos de HUPECOL LLC sobre el Campo Caracara fueron adquiridos en su totalidad por CEPCOLSA, entrando a operar el contrato de asociacin a partir del 7 de Julio de 2008 y quedando as con el 70% del Bloque Caracara. La reparticin de los intereses qued establecida de la siguiente manera: ECOPETROL 30%, CEPCOLSA 70% y el rgimen de regalas es variable, dependiendo de la rata de produccin (8 a 20%).DESCRIPCIN GEOLGICA DE LA CUENCA Y DEL BLOQUEGeologa General. La Cuenca de Los Llanos es de tipo pericratnica, est localizada en la regin oriental de Colombia; tiene una extensin de aproximadamente 190.000 Km2. El Contrato de Asociacin Caracara est ubicado en la parte centro oriental de la Cuenca de los Llanos Orientales de Colombia y topogrficamente corresponde a una regin plana con una ligera inclinacin hacia el oriente. Geolgicamente, est limitada al sur por el Arco de Guaviare Saliente del Vaups, al Occidente por la Cordillera Oriental, al Oriente por el Escudo de Guayana y al Norte se prolonga ms all del ro Arauca en Venezuela.sta Cuenca es similar geolgicamente a la mayora de las Cuencas Subandinas de Sur Amrica, es decir con presencia de sedimentos Cretceos y Terciarios sobre antiguas rocas Paleozoicas. Aunque ha sido explorada por ms de 40 aos, el espaciamiento de pozos exploratorios contina siendo muy alto, del orden de 1800 Kilmetros cuadrados en promedio. El entendimiento de las trampas estructurales ha llegado a su etapa de madurez, en cambio las posibilidades de las trampas estratigrficas apenas est en su comienzo y es de esperarse que apoyados en los resultados de los pozos de avanzada y la ssmica 3D se pueda contar con nuevos y promisorios hallazgos.En toda la cuenca sedimentaria se puede visualizar el adelgazamiento de las unidades del Cretcico y Terciario (Palegeno), del Paleozoico y Precmbrico (stano), que ocurre de manera gradual de oeste a este (ver Figura 3).

Geologa estructural. Localmente las estructuras generales del rea de La Cuenca de Los Llanos son monoclinales con inclinacin hacia el NW, cortado por fallas normales relacionadas con altos de basamento y que cortan casi toda la secuencia sedimentaria y algunas veces hasta los sedimentos del Plio-Pleistoceno. Estructuralmente los campos del Bloque Caracar se encuentran en la regin ms estable de toda la Cuenca de Los Llanos, la deformacin estructural es joven y est asociada a la Orogenia Andina, donde se presentan fallas normales sintticas y antitticas, a veces cortadas por otros sistemas con movimientos horizontales y verticales de orientacin casi E-W.Particularmente en el Bloque Caracar, se han reconocido dos trenes de fallas antitticas sintticas independientes (presencia de altos ngulos debajo del tope C7-M) con movimientos de rumbo que perduran hasta el Eoceno superior, uno localizado hacia la parte central-norte del Bloque, cuyo tren se extiende desde el Sur del Campo Peguita II hasta los Campos Rancho Quemado, Toro Sentado y Toro Sentado Norte. Este tren esta segmentado semestralmente en tres porciones independientes, que hacen de los campos reas en estructuras separadas. La Localizacin de los diferentes campos con sus respectivos trenes de fallas se puede visualizar en la Figura 4.

Ms al sur se sita el rea de desarrollo correspondiente a Caracar Sur, la cual se ubica sobre el segundo tren de fallas hasta el momento reconocido en el Bloque, el cual se encuentra ligeramente rotado en comparacin con el tren de fallas central de los Campos Elisita, Peguita, Rancho Quemado y Toro Sentado. Este sistema de fallas de Caracar Sur tiene una direccin SWW-NEE, cuyo tren dio lugar a la formacin de estructuras anticlinales de arrastre (Drag Folds) dispuestas secuencialmente a travs del trazo de falla.GEOLOGA DEL PETRLEOAmbiente de depositacin Los sedimentos depositados y que dan lugar a la naturaleza de la materia orgnica que constituye las rocas generadoras o madres Cretcicas y Terciarias provienen de ambientes marinos someros a terrestres con algn grado de similitud, constituidas en su mayora por material detrtico heredado de vegetales provenientes del continente y de reas transicionales influenciados por ambientes marinos someros.Roca Generadora En la Cuenca de los Llanos la principal roca generadora, es la Formacin Gachet o su equivalente en la cordillera Oriental (Fm Chipaque Fm La Luna), de donde el aceite se gener y migr hacia la parte oriental de la Cuenca. La Formacin Chipaque con Lodolitas negras y la Formacin La Luna con facies alternadas de lodolitas negras, calizas negras y shales con abundante materia orgnica, conforman las principales rocas generadoras de aceite. sta ltima formacin nombrada, ha sido considerada como fuente de los crudos en la Cuenca de los Llanos, con un TOC promedio de 1.9 - 2 % y un VRE de 0.62 % calculado en la parte oriental de los Llanos. El tipo de Kergeno predominante es de Tipo II, rico en hidrgeno y pobre en oxgeno, el cual es favorable para la generacin de hidrocarburos lquidos.Roca Almacenadora La columna estratigrfica correspondiente a la cuenca de los Llanos (ver figura 5), muestra gran riqueza de roca almacenadora en casi toda la seccin, abundancia de areniscas en la seccin cretcica, (Formaciones Une y Guadalupe), as como cuerpos arenosos bien desarrollados en la seccin Terciaria (unidades C-7, C-5 y C-3 de la Formacin Carbonera, Formacin Mirador y Formacin Barco). Las principales rocas almacenadoras productoras en la cuenca y en especialmente sobre el borde oriental, son las areniscas bsales de la Formacin Carbonera Unidad C-7, la Formacin Mirador y las areniscas de la Formacin Guadalupe, con porosidades promedias de 20% con buena continuidad y permeabilidades promedio de 600 mD.

Figura 5. Columna estratigrfica generalizada de la Cuenca de Los Llanos

Fuente: ANH, Colombian Sedimentary Basins

En el caso especial del sector de Caracara, el reservorio ms importante y potencialmente petrolfero corresponde a la Formacin Carbonera, exclusivamente la unidad C7 sobre diferentes sub-niveles arenosos, intervalo sobre el cual se ha probado la existencia de hidrocarburos en los dems pozos perforados en el bloque.Roca SelloRegionalmente se puede reconocer como roca sello la Formacin Len y en algunos casos los intervalos arcillosos de la Formacin Carbonera que recubren los intervalos arenosos de la misma. Particularmente en el caso de la unidad C7 de la Formacin Carbonera, el sello principal para este horizonte productor est constituido por la Unidad C6, caracterizada en el rea de Caracara por ser una secuencia predominante de arcillolitas, lutitas y limolitas. Vale destacar que la Unidad C7 corresponde a una secuencia con intercalaciones de litologas finas y arenitas con mayor abundancia. Estas intercalaciones de lodolitas actan como pequeos sellos locales que impiden de alguna forma la migracin de fluidos verticalmente.Trampa EI bloque Caracar que se encuentra localizado en La Cuenca de Los Llanos Orientales, tiene una estructura anticlinal asociada al paleozoico cuyas dimensiones son de 6 kilmetros de longitud y 3 kilmetros de ancho, el anticlinal limita al norte con una falla normal y en sus flancos y hacia el sur por el cierre estructural.Migracin Considerando la geometra de la cuenca (Cordillera Oriental Llanos) durante el Terciario inferior, es posible deducir que el aceite generado de lutitas cretceas (Formaciones Luna Gacheta), poco tiempo despus de su depsito en la zona central de la cuenca del Cocuy durante el Paleoceno superior o el Eoceno Medio quedaba en condiciones de migrar hacia el Este o rea de los Llanos, desplazndose desde las partes centrales de la cuenca hacia las reas marginales.Producto de una subsidencia regional, se origin la transgresin de la Formacin Carbonera sobre el rea de los Llanos y adicionalmente, se produjo un aumento en la temperatura y presin, que favoreci en la maduracin de la materia orgnica y por ende se dio paso a un primer pulso de expulsin y migracin de hidrocarburos hacia la cuenca de los Llanos. Es muy probable tambin, que se hayan originado hidrocarburos a partir de sedimentos terciarios, bajo circunstancias similares (Formacin Carbonera).

Durante el Mioceno Medio, se inicia la Orogenia Andina, producindose la mxima migracin hacia el Este, la cual debi quedar interrumpida durante el Plioceno Medio hasta Superior con el levantamiento final de la Cordillera Oriental que cort las vas de migracin Cordillera-Llanos.

GEOLOGA LOCAL DEL BLOQUE CARACARA

Estratigrafa y Descripcin Litolgica La Estratigrafa de este sector es bien conocida y ha sido definida a partir de los datos obtenidos en los diferentes pozos exploratorios y de desarrollo, perforados dentro de la Asociacin Caracar. En este Campo, la columna estratigrfica se restringe a un Paleozoico, sobre el cual reposan discordantemente secuencias sedimentaras del cretcico superior y del terciario, correspondiente a las unidades de la Formacin Carbonera hasta la Formacin Guayabo.Vale resaltar que todo el registro litolgico desde la Formacin Barco (Paleoceno) hasta las arenitas de la Formacin Mirador (Eoceno medio) al igual que la secuencia inferior del Cretcico, no se presentan en el sector de Caracar, debido a pinchamientos y/o no depsito de las mismas.1.4.1.1 Formacin Guayabo Esta Formacin que se encuentra generalmente desde superficie hasta una profundidad promedio de 1500 ft, corresponde a una secuencia montona de gravas y arenas, con pequeas intercalaciones de arcillolitas que reflejan un ambiente continental. El depsito de esta formacin fue el resultado del rpido levantamiento de la Cordillera Oriental en el Mioceno Superior. Esta formacin est cubierta por sedimentos continentales fluviales y recientes de la Formacin Necesidad.Haciendo nfasis en su composicin, esta formacin se encuentra dividida en la Formacin Calzn (superior) que est compuesta bsicamente de areniscas de grano medio a grueso y arcillas rojo ladrillo y grises. La formacin Charte (Inferior) comprende una sucesin de areniscas amarillentas, arcillas y lutitas rojas.1.4.1.2 Formacin Len La Formacin Len est litolgicamente constituida por una secuencia montona de lutitas con intercalaciones de arcillolita en su parte superior e inferior; Tambin se observa localmente abundante pirita y trazas de siderita y ocasionalmente dolomita. Las lutitas son predominantemente de color gris verdoso medio a oscuro, alguna gris claro, menor verde oliva, local pardo claro, moderadamente firme, menor blanda, sublaminar a laminar, menor con particin en forma blocosa, subfsil, astillosa, micromiccea, micropirtica, en parte con aspecto arcilloso, la verde oliva a pardo claro, es localmente microcarbonosa y contiene abundante pirita, no calcrea. La fauna encontrada dentro de esta formacin permite asignarle una edad comprendida entre el Oligoceno Superior y el Mioceno Inferior. Su espesor vara de Oeste a Este 1600' a 700'. Medio de sedimentacin marino / marino somero.1.4.1.3 Formacin Carbonera La Formacin Carbonera comprende ocho unidades: C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7 y C8. Se encuentra aqu el objetivo primario de perforacin, el cual lo constituye las arenas superiores del miembro C7 y las arenas masivas del C7-M. La edad da la Formacin Carbonera ha sido determinada como Eoceno Mioceno basados en estudios palinolgicos a las faunas de moluscos que han sido recolectados en los sedimentos de sta Formacin.

Esta Formacin consiste bsicamente, en una serie alternante de areniscas, arcillolitas grises a grises verdosas, marrn, limolitas y carbones. Las areniscas son de mayor proporcin hacia la parte superior e inferior de la seccin; los lentes de carbn son comunes hacia la parte inferior de la seccin.1.4.1.3.1 Carbonera C1: Es el miembro superior de la Formacin Carbonera. El tope de esta unidad se caracteriza por la aparicin de areniscas cuarzosas luego de una montona secuencia de lutitas. Este intervalo est formado por una secuencia de arenas de grano fino a medio, localmente grueso con intercalaciones de arcillolitas verdes, grises y pardas amarillentas, lutitas y limolitas verde claro a medio y gris claro a blanco. Las arenas pueden tener espesores de hasta 70 pies, y son fcilmente correlacionables entre pozos aunque su espesor vara considerablemente con la distancia. Esta formacin es de origen fluvial, siendo las arenas depsitos de canal y las arcillas y limolitas depsitos de superficie de inundacin.1.4.1.3.2 Carbonera C2: Se caracteriza por ser una secuencia montona de lutitas con intercalaciones de arcillolitas principalmente hacia el tope; en esta secuencia se encuentran trazas de siderita, pirita y dolomita. Las lutitas en este intervalo son de color verde medio, verde grisceo, verde claro, pardo medio a oscuro, localmente prpura, sublaminada, moderadamente firme a blanda, localmente limosa, con inclusiones de micropirta, no calcrea.1.4.1.3.2 Carbonera C3: Caracterizndose por ser una secuencia de arenas con intercalaciones de arcillolitas, limolitas y lutitas; localmente se observaron delgados mantos de carbn en la parte media a superior y trazas de siderita. Estos sedimentos son de origen fluvial, como en el Carbonera C1, pero los canales de arenas son ms delgados y difcilmente correlacionables entre pozos.1.4.1.3.2 Carbonera C4: Est conformado por una secuencia relativamente delgada y montona de arcillas de color gris a gris verdoso. Su ambiente de depsito es probablemente de planicie costera y tiene aproximadamente 200 pies de espesor.1.4.1.3.2 Carbonera C5: En la zona perforada, esta unidad se caracteriza alternancia de Arenas, areniscas con arcillolitas, limolitas y lutitas donde predominan estas ltimas. En la parte inferior se hacen ms frecuentes las limolitas y arcillolitas, en menor proporcin arenas y lutitas; tambin se observaron trazas de siderita, dolomita y pirita en buen parte de este intervalo de la Formacin Carbonera. Esta formacin es de origen fluvial, siendo las arenas depsitos de canal y las arcillas y limolitas depsitos de superficie de inundacin.1.4.1.3.2 Carbonera C6: Se caracteriza por ser una secuencia conformada por arcillolitas y lutitas y en menor cantidad arenas y limolitas, hacia la parte inferior se observaron delgados mantos de carbn. En este miembro se observ trazas de siderita, pirita y dolomita. Su ambiente de depsito es probablemente de planicie costera y tiene aproximadamente 460 pies de espesor.1.4.1.3.2 Carbonera C7: Esta unidad en la zona est conformada por una secuencia de capas de arenas-areniscas con pequeas intercalaciones de arcillolitas, limolitas y delgados mantos de carbn hacia la base. Esta formacin es de origen fluvial, siendo las arenas depsitos de canal y las arcillas y limolitas depsitos de superficie de inundacin. Algunos cuerpos de arenas pueden estar sobrepresionados por la presencia de hidrocarburos entrampados en ellos.1.4.1.3.3 Carbonera C7-M: Est conformado por una secuencia montona de arcillas de color gris a gris verdoso. En algunas partes de la cuenca se encuentran unas delgadas intercalaciones de limolitas hacia la base de la formacin. Su ambiente de depsito es probablemente de planicie costera y tiene aproximadamente 450 pies de espesor.1.4.1.3.4 Carbonera C8: Est conformado por una secuencia montona arcillas de color gris a gris verdoso. En algunas partes de la cuenca se encuentran unas delgadas intercalaciones de limolitas hacia la base de la formacin. Su ambiente deposicional es probablemente de planicie costera y tiene aproximadamente 450 pies de espesor.Principales Reservorios en Caracara La Formacin Carbonera Unidad C7 corresponde al principal yacimiento del Contrato Caracara, el cual consta dentro de este punto en la cuenca de areniscas con intercalaciones delgadas de lutitas fsiles. Los niveles arenosos pueden alcanzar 40-50 pies en esta parte de la cuenca. Muy puntualmente dentro la Unidad C7 se pueden reconocer dos comportamientos en el depsito diferentes, lo cual conllev a realizar una divisin de cuerpos arenosos segn el comportamiento fsico de estos. Arenitas medias - superiores (Cuerpos Lenticulares) e inferiores (Cuerpos Masivos).La parte media-superior de la unidad ha sido subdividida en varias sub-unidades teniendo en cuenta el comportamiento lenticular con relativa poca continuidad horizontal e intercalaciones de litologas finas que aslan lentes de arenitas, por lo tanto se han otorgado las nomenclaturas C7-A, C7-B, C7-1, C7-2 y C7-3 para los diferentes paquetes aislados de arenitas (ver figura 6). Por otra parte la secuencia ms inferior de sta unidad, se ha denominado operativamente C7- Massive (C7-M), la cual corresponde a un paquete con mayor continuidad lateral, donde las arenas son ms limpias y sus espesores ms constantes y potentes en comparacin con arenitas superiores.

Figura 6. Correlacin estructural de los registros tipo de algunos pozosFuente: Cepcolsa, G&G CaracaraLa porosidad promedio para estos reservorios en el rea de Caracara oscila entre 25 y 28% y permeabilidades desde 300 mD hasta 5000 mD, esto ltimo de acuerdo a la interpretacin de las pruebas de ascenso de presin realizadas, a las pruebas sobre SWC y a los Anlisis Bsicos de Corazones tomados en TOS-3 y JGR-24 .Empuje Hidrodinmico en CaracaraEl comportamiento en produccin de los pozos del Bloque Caracara refleja un impacto de empuje hidrodinmico ya sea por la presencia activa del mismo en pozos con buen soporte de presin y altos caudales por el contrario en funcin de una pobre conectividad del sistema de arenas con el acufero principal, en donde se presentan pozos de bajo caudal y bajo corte de agua.En este tipo de yacimiento, no ha presencia de capa de gas y por tal razn, la presin inicial es mayor que la presin del punto de burbuja. En el momento en que se inicia la produccin de fluidos, la presin del yacimiento tiende a reducirse y la reaccin inmediata del acufero es invadir la zona de almacenamiento de crudo, haciendo que la presin se mantenga y permitiendo un desplazamiento inmiscible del petrleo que se encuentra en la parte invadida. El factor de recobro inicial o la eficiencia de recuperacin para yacimientos con un empuje activo de agua, se encuentra el rango de 20 al 70 %.PROPIEDADES PETROFSICAS DEL YACIMIENTO EN CARACARAPropiedades de la roca y datos de Ncleos En algunos campos del bloque Caracara se han tomado muestras de corazones y se han analizado por medio de pruebas PVT como es el caso de los Campos Peguita, Toro Sentado y Caracara Sur A. En el caso de los Campos de Toro Sentado Norte y Caracara Sur B, donde no fueron tomados corazones, se realizaron anlisis de muestras laterales de pared, para obtener algunos datos relacionados con las propiedades de la roca, pero se debe aclarar que los resultados de dichas muestras slo deben ser tomados como una gua debido a las alteraciones que se pueden presentar en la porosidad y en la saturacin por la toma de las mismas muestras.Permeabilidad y Porosidad Estos datos se obtienen por medio de la interpretacin petrofsica, la correlacin de datos entre pozos de diferentes campos y a partir de la informacin tomada como gua de las muestras de pared. Como los datos varan de un pozo a otro (pero en una proporcin media), se establecieron los rangos en los que vara dicha propiedad de la roca a lo largo de la extensin del bloque.Presin Inicial de Yacimiento Se ha obtenido informacin de presin de las sub unidades C7-A y C7-M mediante registros MDT adquiridos a lo largo del desarrollo del Bloque y realizando unas comparaciones entre los datos, se confirma que el gradiente hidrodinmico es de 2100 psi @ 4500 ft tvdss., excepto en el valor reportado para el C7-A que corresponde a un efecto de sobre presin.Gradiente de Presin El gradiente de presin de los respectivos Yacimientos, vara entre 0.425 psi/pie y 0.433 psi/pie. Estos Gradientes se obtuvieron de la tendencia de los datos de presin con profundidad de las pruebas MDT para la Sub unidad C7-M.Temperatura de Yacimiento La temperatura medida en los MDTs a nivel de las perforaciones usualmente es de 160F.Valores de Saturacin Los datos de saturacin varan de acuerdo al tiempo transcurrido en los pozos. Generalmente en el bloque Caracara, se presentan bajas saturaciones de agua al inicio de explotacin del yacimiento, pero como la produccin de crudo est asociada directamente a un empuje Hidrodinmico, los cortes de agua aumentan progresivamente con el aumento parcial de produccin de crudo.

GEOLOGIA DE COLOMBIAColombia se encuentra ubicada en la esquina noroccidental de la placa Sudamericana. Las placas del Caribe, la de Nazca y la de Cocos, atraviesan algunas zonas del territorio continental y martimo de Colombia.En Colombia, las placas tectnicas producen fallas en direccin SE-NW. Un ejemplo de ello ocurre en la falla Romeral en el departamento del Cauca, especficamente en el Pata-Soapaga. Tambin se presentan fallas de esta clase en algunas zonas de cordillera Oriental. Existe otro tipo de fallas conocidas como de rumbo, como la falla de Bucaramanga-Santa Marta, la cual desplaz varios kilmetros la Sierra Nevada de Santa Marta en sentido noreste. En trminos geolgicos, la cordillera Central fue la primera cadena montaosa que surgi en Colombia, la segunda fue la Occidental y posteriormente emergi la Oriental, en la cual se han encontrado restos de fsiles en zonas cercanas a Villa de Leyva y el Altiplano cundiboyacense. (Colombia, 2014)