Bosquejo Geologico de La Sonda de Campeche

ASOCIACIÓN DE INGENIEROS PETROLEROS DE MEXICO

TITULO DE TRABAJO:

BOSQUEJO GEOLÓGICO DE LA SONDA DE CAMPECHE

DELEGACIÓN:

CD. DEL CARMEN

AUTOR:

M.C. FRANCISCO JAVIER ANGELES AQUINO

BOSQUEJO GEOLÓGICO DE LA SONDA DE CAMPECHE RESUMEN I) INTRODUCCIÓN La Sonda de Campeche es conocida mundialmente por su potencial petrolero, sin embargo, poco se conoce sobre la geología general del área. La geología de la Sonda de Campeche es tan extensa que se necesitarían varios volúmenes para exponerla, por tal razón en este trabajo se hace un bosquejo general que busca enterar en forma inmediata al lector de tal manera que le permita tomar decisiones inmediatas sobre el área que este trabajando. El presente es un trabajo de Evaluación Geológica, que trata entre otras cosas dar un marco geológico general de la Sonda de Campeche y expone desde un punto de vista muy personal la evolución geológica, donde esta y hacia donde debería ir la exploración petrolera en la Región Marina de acuerdo al análisis geológico que aquí se hace. Cuando se propone una localización exploratoria se hace de una forma muy local considerando únicamente el cubo sísmico y el área que cubre dicho cubo, y casi nunca se toma en cuenta el entorno geológico de dicha localización porque poco o nada se sabe sobre la geología regional, esto conduce a que se tome información equivocada o errónea que conlleva a una mala evaluación del prospecto a evaluar. Este trabajo quiere ser en primera instancia un medio por el cual dichas evaluaciones sean más realistas y de esta manera apoyar las localizaciones desde un punto de vista regional, esto también permitirá evaluar la información de apoyo a dichas localizaciones en función a su distribución geológica de tal manera que sea congruente con el entorno geológico que se compara. Para tener dicha congruencia, en este trabajo se exponen el marco geológico de la Sonda de Campeche, su estratigrafía, su sedimentología, su paleogeografía y su geología económica desde el punto de vista económico petrolero, para que posteriormente se pueda hacer una evaluación que permita tener certidumbre y disminuir el riesgo al proponer una localización exploratoria. El marco geológico regional se expone en forma muy sucinta pero clara, considerando como principales elementos de este marco la Plataforma de Yucatán y la Sierra de Chiapas. La estratigrafía se trata toda la columna conocida como es la sal Prejurásica, hasta los sedimentos más recientes del Terciario tardío del Pleistoceno. En el aspecto sedimentario se analizan brevemente todos los ambientes sedimentarios; las barras costeras del Oxfordiano, los bancos ooliticos del Kimeridgiano, las brechas calcáreas del Cretácico superior y los sistemas deltáicos y turbidíticos del Terciario tardío. En el aspecto paleogeografico se hace especial énfasis en la paleogeografía del Jurásico que se comporta como una “Rampa” y se trata en forma más general la paleogeografía del Cretácico y el Terciario. En cuanto a la geología económica, se analizan en forma general los parámetros del sistema petrolífero. Para evitar confusiones o discusiones innecesarias en cuanto a los nombres geológicos del Jurasico superior en concreto “Thitoniano y Kimmeridgiano”, en este trabajo se manejan los nombres castellanizados Titoniano y Kimeridgiano

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considerados de acuerdo a la opinión de especialistas en el ramo tanto nacionales como internacionales y no desearía que este fuera un motivo para calificarlo. II) GENERALIDADES Ubicación La Sonda de Campeche se encuentra en aguas territoriales del Golfo de México, en el sureste de la República Mexicana, queda comprendida entre las coordenadas geográficas 91°40´- 90°00´de longitud oeste y 18°30´ 20°00´de latitud norte (Fig. 1). Fisiográficamente forma parte de la plataforma continental hasta la isobata de 500 metros y está frente a los estados de Tabasco y Campeche. Geológicamente queda incluida en la Provincia Geológica Marina de Coatzacoalcos, según denominación de Petróleos Mexicanos y se extiende sobre una superficie aproximada de 15000 km2.

Fig. 1. Plano de localización de La Sonda de Campeche, donde se muestran sus principales rasgos estructurales y campos productores más importantes Regresar

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Antecedentes La información geológica obtenida de los pozos perforados en la península de Yucatán y norte de Campeche, entre los años de 1955 a 1966 y los del área mesozoica de Chiapas-Tabasco, así como la información geofísica en la parte continental adyacente al área, permitieron la elaboración de pla nos paleogeográficos principalmente del jurásico y cretácico, los que mostraron en la sonda de Campeche condiciones sedimentológicas y estructurales similares a las del área de Chiapas-Tabasco. Esto, aunado a la presencia de manifestaciones de hidrocarburos confirmados (1971) aproximadamente a 70 Km al NW de ciudad del Carmen Campeche, dio lugar a que los trabajos sismológicos que se efectuaban frente a frontera, tab. (1972) se extendieran hacia la costa occidental de Yucatán, cubriendo a detalle una superficie de 8000 km2. en las que se delinearon 30 estructuras, siendo la de Chac la que mejores características de definición y cierre presentaba. en junio de 1974 se inició la perforación del pozo Chac-1, que alcanzó sedimentos del jurásico Oxfordiano, resultando productor de aceite y gas en calizas clásticas del Paleoceno-Cretácico, con una producción inicial de 952 bls/d. posteriormente vinieron otros descubrimientos como son: Akal, Bacab, Abkatún, Nohoch, Kutz, Ku, Maloob, Ek, Ixtoc, Pol, Chuc, Zazil-Ha, Caan y Batab. III) MARCO GEOLÓGICO REGIONAL El Marco Geológico regional esta dado por los elementos que constituyen el Golfo de México en esta región del país como son: la Plataforma de Yucatán, las Cuencas terciarias del Sureste, y la Sierra de Chiapas, sobre las cuales se llevaron a cabo diferentes eventos estratigráficos y estructurales relacionados con la distensión del Golfo de México La Plataforma de Yucatán es en un extenso banco carbonatado cuyo desarrollo inicia en el Mesozóico y continúa en la actualidad. Dicho banco se extiende hasta el escarpe de Campeche, en el que replegados sobre su porción occidental se encuentran grandes cuerpos deformados de sal cubiertos por sedimentos mesozoicos y terciarios. La Sierra de Chiapas es el resultado de la acción de la placa del caribe con la de norte América a través del sistema de fallas Motagua / Polochic, los cuales conforman diferentes estilos estructurales que rigen en la región marina de Campeche y por ende que afectan el área de estudio. Las Cuencas Terciarias constituyen grandes depresiones resultado de la tafrogenesis del Evento Chiapaneco llevado a cabo entre el Oligoceno y Mioceno Inferior en todo el Sur este de la republica y en las que se acumularon grandes cantidades de sedimentos terrígenos y sal. En el contexto estratigráfico – sedimentológico de la Sonda de Campeche, La secuencia sedimentaria esta representada principalmente por rocas carbonatadas en el Mesozóico y por rocas terrígenas en el Terciario. Las rocas terrígenas son principalmente lutitas que empaquetan cuerpos delgados de arenas.

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Desde los inicios del Jurásico, hacia el oriente de la Sonda de Campeche se tuvo la presencia de una plataforma (Plataforma de Yucatán) y un paleo continente (Sierra de Chiapas) al suroeste. Estos elementos constituyeron la fuente de aporte de los sedimentos depositados durante el Mesozóico tardío y todo el terciario en la zona de estudio. Es notable la presencia de bentonitas en toda la secuencia sedimentaría, principalmente en la columna Terciaria donde se encuentran formando parte tanto de las lutitas como de las arenas; a la que, traída durante el depósito por corrientes eólicas y acuáticas se le considera una de las principales fuentes de aporte de sílice y magnesio, elementos que participan con mayor frecuencia en los procesos diagenéticos de los silisiclásticos. Es también importante marcar la presencia de lodos calcáreos integrados al depósito como resultado de la erosión de la Plataforma de Yucatán constituyendo delgadas capas o cementando las rocas terrígenas. Ocasionalmente se observan como flujos de detritus como probable producto de la destrucción de bancos como se observa en el Pozo Kinil-1A. En el contexto estructural, la acción de la placa del caribe con la de norte América, generaron en el Oligoceno esfuerzos transpresivos que plegaron la secuencia sedimentaria en forma de anticlinales alargados orientados NW – SE en la Región Marina, dando lugar al denominado Evento Chiapaneco (Sánchez Montes de Oca, 1975). Como resultado de este evento, la sal plegada se inyectó a niveles superiores donde fue sepultada y posteriormente reactivada siendo expulsada formando cuencas de desalojo de sal. Algo muy parecido sucedió con los domos arcillosos que en forma disarmónica se observan en la columna terciaria, debido a su alto límite elástico y a la abundante presencia de agua se deformaron e inyectaron en niveles superiores. Es probable que estos cuerpos de sal y arcilla influyan en forma indirecta en la formación de domos ubicada en el Noroeste de nuestra zona de estudio. Como culminación de este ciclo tectónico durante el Mioceno–Plioceno, ocurrieron esfuerzos distensivos que dieron lugar a un sistema de fallas lístricas que delimitan la continuidad hacia el mar de las cuencas de Macuspana y Comalcalco y ocasionaron además del diapirismo en la Cuenca Salina del Istmo y el desalojo de sal. Esto generó una topografía muy irregular que condicionó los flujos turbidíticos de las arenas postmiocénicas que constituyen los yacimientos del Terciario Tardío. Dicha topografía dio lugar a la clasificación de La sonda de Campeche en seis Provincias Morfoestructurales (Ángeles-Aquino, 1982) a saber: 1.- Antigua Plataforma de Yucatán 2.- Zona de Talud 3.- Fosa de Macuspana 4.- Pilar de Akal 5.- Fosa de Comalcalco 6.- Zona de Domos salinos Estas provincias se describen brevemente a continuación y se ilustran en la figura 2 abajo anexa.

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Antigua Plataforma de Yucatán.-Se localiza en la porción oriental de la Sonda de Campeche. La constituyen principalmente carbonatos de plataforma Zona de Talud.-Es la zona de transición entre la cuenca y la antigua plataforma de Yucatán. La constituyen principalmente brechas de talud. Fosa de Macuspana.- Es la prolongación de la Cuenca de Macuspana al mar. Está constituida por sal y rellenos terrígenos del Terciario tardío. Pilar de Akal.- Se localiza en la porción central de la Sonda de Campeche. Esta provincia es la principal productora de hidrocarburos en el Mesozoico. Fosa de Comalcalco .-Es la prolongación de la Cuenca de Comalcalco hacia el mar, la constituyen principalmente rellenos terrígenos del Terciario tardío. Zona de Domos.- Se localiza en la porción occidental de la Sonda de Campeche y está constituida principalmente por domos e intrusiones salinas.

Fig. 2. - Esquema que ilustra las provincias Morfoestructurales en que se divide la Sonda de Campeche Regresar

IV) ESTRATIGRAFIA La Estratigrafía del área de trabajo está basada en los estudios y los resultados aportados por una enorme cantidad de pozos exploratorios que han cortado rocas del Jurásico Superior, Cretácico y Terciario. Los depósitos que constituyen la columna sedimentaria desde el terciario al mesozoico tardío en la en la sonda de Campeche son principalmente carbonatos y terrígenos, los primeros están presentes principalmente en el mesozoico y los segundos en el terciario. Mención aparte merece la sal que constituye el depósito más antiguo en la Sonda de Campeche. A continuación se hace una breve descripción de estas unidades.

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TABLA ESTRATIGRAFICA Y COLUMNA

REGION MARINA S.O.

ACTIVO DE EXPLORACION

LITORAL

TIPO DE LA REGION MARINA SUROESTE

PISO

EDAD CUAT.

T E R C I A R

PLEISTOCENO P L I O C E N O

FORMACION

LITOLOGIA

RECIENTE

*

CEDRAL

AGUEGUEXQUITE

PARAJE SOLO

S U P E R I O R

M I O C E N O

FILISOLA CONC. SUP. CONC. INF.

MEDIO

ENCANTO

INFERIOR

I

DEPOSITO

OLIGOCENO

LA LAJA

O SIMBOLOGIA

S/N

EOCENO

SEDIMENTOS RECIENTES

S/N

PALEOCENO

ACEITE LIGERO MATERIA ORGANICA

C R E T A C I C O

BRECHAS CARBON

S/N

SUPERIOR

ARENAS

S/N

MEDIO

INFERIOR

J U R A S I C O

S U P E R I O R

CONGLOMERADOS CALIZA BENTONITICA ARCILLA MARGAS CALIZA BENTONITICA CON PEDERNAL CALIZACALIZA CON PEDERNAL CALIZA CON OOLITAS CALIZA ARCILLOSA CALIZA DOLOMITIZADA

S/N

CALIZA DE OOLITAS

*

TITONIANO

EDZNA

KIMERIDGIANO

AKIMPECH

CALIZA CON PELETOIDES CALIZA CON PELETOIDES LUTITAS BENTONITA

*

ANHIDRITA LIMOLITA

OXFORDIANO

ARENISCA

*

EK-BALAM

ANGELES, 1997.

SAL

*

FM. PROPUESTA

Fig. 3.- Tabla estratigráfica en donde se indica la cronología, la litoestratigafía, los horizontes productores y las intrusiones salinas en la Sonda de Campeche Regresar

SAL PREJURASICO SUPERIOR. La constituyen depósitos de sal cristalina translucida y blanquizca, se observa principalmente en la porción Noreste del área en los campos Ek, Balam y Batab. Suprayace en forma discordante a los depósitos del Oxfordiano.

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JURASICO SUPERIOR Tomando como antecedente el cúmulo de información precedente, proporcionada principalmente por los pozos exploratorios, podemos considerar que el conocimiento estratigráfico alcanzado hasta la fecha en la Región Marina es muy bueno, por lo que se está en posibilidades de proponer su nomenclatura estratigráfica dentro de un marco regional. El que suscribe propuso nombres formales para las unidades que constituyen los tres pisos del Jurásico Superior en la Región Marina. La importancia de proponer nombres formacionales para las unidades del subsuelo de la Sonda de Campeche, radica en su enorme actividad petrolera y en la necesidad que existe para identificar las unidades productoras o generadoras de la región en una forma mas fluida, de tal manera que facilite su identificación y correlación hacia otras áreas donde se extienda la exploración. En este contexto las unidades propuestas se correlacionan con las unidades aflorantes en la planicie costera del Golfo de México y Sureste del país. Como se indica en el esquema de la figura 3. OXFORDIANO Grupo Ek-Balam En este trabajo se denominó a esta unidad litoestratigráfica “Ek-Balam” por ser este el campo productor más importante en rocas del Oxfordiano; Su denominación se justifica por la necesidad que se tiene de utilizarla constantemente, dada su importancia económica y estratigráfica. Rocas de esta edad se cortaron en los pozos Chac-1, Cantarell-2239 y Caan-1, en la porción oriental de la sonda de Campeche y en che –1 y Hayabil-1 en la porción occidental. Consisten de areniscas, arenas, limolitas y bentonitas de color gris olivo. Generalmente esta serie sedimentaria está acompañada con intercalaciones delgadas y aisladas de calizas arcillosas y silicificadas. Esta unidad se ha dividido para su estudio en tres unidades litoestratigráficas: Parte inferior, constituida por calizas grumosas arenosas con peletoides color gris olivo, gradúan hacia la cima a detritus finos como arcillas y lutitas bentoníticas (Pozos Cantarell-2239, Caan-1, Chac-1 y Cantarell-91). Parte media, constituida por una alternancia rítmica de areniscas calcáreas, limolitas y lutitas bentoníticas, que cambian lateralmente de facies a areniscas mal consolidadas con matriz pelítica (inmaduras) y arenas deleznables que gradúan hacia la base a areniscas conglomeráticas y/o conglomerados arenosos mal consolidados (Pozo Ek-101, int. 4539-4565; Pozo Balam-1, int. 4400-4428). La parte superior está caracterizada por calizas arenosas que gradúan a areniscas calcáreas y limolitas con anhidrita, ésta última se observa también en capas que gradúan desde 5m hasta 200m (pozo Bacab-21). Es de mencionar también la presencia de sal en los campos Ek-Balam, Batab y Maloob, que no guarda una posición estratigráfica en la columna del Jurásico Superior aunque se llega a observar que está interestratificada (pozos Balam -1, 101, Bacab 21, 1) o limitando en su base esta unidad. La distribución de los sedimentos del Oxfordiano está confinada a la porción oriental del área, sin embargo, se observa hacia el occidente en el pozo hayabil-1. 7

KIMERIDGIANO Formación Akimpech Se denominó “Formación Akimpech” a una secuencia de carbonatos y terrígenos, caracterizados por calizas oolíticas parcialmente dolomitizadas, lutitas algáceas y limolitas bentoníticas que están presentes en toda la Sonda de Campeche en menor o mayor grado y ha n sido cortadas por todos los pozos que incluyen este estudio. Esta Formación se encuentra ampliamente distribuida en toda el área y lo constituye una secuencia cíclica de carbonatos y terrígenos, los cuales para su estudio han sido divididos en cuatro unidades denominadas informalmente B, C, D y E. A continuación se describe esta formación según cada uno de sus miembros tomando en consideración su litología y su posición estratigráfica. El miembro B se encuentra en la porción occidental y es predominantemente terrígeno. Esta constituid principalmente por limolitas y lutitas arenosas bentoníticas, con esporádicas intercalaciones delgadas de areniscas y microdolomías bentoníticas con anhidrita. Este tipo de material tiende a cambiar lateralmente hacia la porción occidental de la Sonda a carbonatos. Al miembro calcáreo “C”, lo constituyen primordialmente sedimentos carbonatados, representados por dolomías micro a mesocristalinas, packstone de pelletoides con dolomitización incipiente e intercalaciones aisladas de limolitas y lutitas limosas y arenosas de color gris olivo. Al miembro algáceo “D” lo constituyen principalmente terrígenos arcillosos, con algunas intercalaciones de carbonatos. Los terrígenos son limolitas y lutitas arenosas con abundante materia orgánica, principalmente de tipo algáceo (Pozo Kokay-1A). También se observan unas zonas en donde estos sedimentos son rojizos, sobre todo en la región oriental donde ya hay influencia continental probablemente zonas de intermarea (pozos Ayin-1 y Caan-1). El miembro “E” esta constituido por carbonatos representados por dolomías mesocristalinas (pozo Uech-1) y microcristalinas (pozo Chac-1). De acuerdo a los estudios diagenéticos efectuados por el que suscribe, se infiere que en su origen estas rocas fueron packstones, grainstones de ooides y pelletoides y mudstones a wackestones de pelletoides, algunas veces dolomíticas. Cuando a estas rocas no las ha afectado la dolomitización forman bancos constituidos por oolitas. TITONIANO Formación Edzná Para su estudio, el Titoniano ha sido dividido en tres miembros: “F, G y H”. El primero niveló irregularidades topográficas del Kimeridgiano y tiene la influencia carbonatada del horizonte “E”. El segundo es más regular, su extensión es muy amplia y es primordialmente arcilloso; por último, el tercero es el más distribuido y es principalmente calcáreo bentonítico. A continuación se describe cada uno de ellos. El miembro “F”, está constituido por un mudstone arcilloso de color gris claro a café claro, con abundante materia orgánica, ocasionalmente con delgadas 8

intercalaciones de lutita limosas gris oscuro a negro. Estos sedimentos están uniformemente distribuidos en la Sonda de Campeche y de acuerdo a datos petrográficos y geofísicos marcan los límites de las unidades estratigráficas que marcan los contactos de las unidades litoestratigráficas aquí propuestas. A grandes rasgos las rocas predominantes del miembro “G”, son lutitas calcáreas arenosas, de colores gris oscuro a negro, con intercalaciones de margas y calizas arcillosas de colores oscuros. Es la unidad generadora por excelencia en la Sonda de Campeche contiene abundante materia orgánica dispersa y concentrada. Las rocas que constituyen el miembro H son principalmente carbonatos arcillosos y bentoníticos (mudstones), algunas veces de aspecto cretoso, que tiende a dolomitizarse hacia la porción oriental del área. CRETÁCICO El Cretácico esta caracterizado en la Sonda de Campeche principalmente por carbonatos propios de aguas profundas en ambientes de baja energía, es decir son calizas con baja porosidad que producen principalmente en condiciones fracturadas. La brecha productora únicamente se observa en la porción oriental en el Cretácico Superior, aunque últimamente se están encontrando en la porción occidental otras brechas con génesis diferente (pozo Yaxche-1). A continuación se describe este periodo en forma general haciendo énfasis en la brecha productora. CRETÁCICO INFERIOR Caracterizado por mudstone bentonítico color verde y gris olivo ligeramente dolomitizado, dolomía microcristalina; (d3b-d4a) color gris verdoso, gris blanquizco y gris olivo, así como calizas cretosas color crema. Existen también horizontes arcillosos caracterizados por lutitas obscuras y bentonitas verdes. Un rasgo predominante de esta unidad es la estilolitización y micritización en algunas de sus partes. Su distribución es amplia y su espesor tiende a adelgazarse hacia el occidente de la Sonda. CRETÁCICO MEDIO Constituido por mudstone arcilloso, ligeramente dolomitizado y silicificado, de color gris oscuro, se observan también cuerpos de dolomía microcristalina (d3a-d4a), gris blanquizca, gris olivo; así mismo horizontes arcillosos de lutitas obscuras y bentonitas gris verdoso y verde amarillento. Como accesorios presenta abundantes nódulos de pedernal negro y pirita diseminada. CRETÁCICO SUPERIOR (Calizas en condiciones fracturadas) Está constituido por carbonatos tales como mudstone a wackestone de exoclastos, bioclastos y litoclastos ligeramente bentoníticos color crema, café y gris olivo claro que cambian lateralmente a margas de color oscuro, también contiene dolomías microcristalinas (d3b-d4a). Hacia su base se presentan calizas arcillosas de color oscuro con trazas de nódulos de pedernal negro y bentonitas. Estas rocas se presentan mayormente en la porción occidental de la Sonda de Campeche.

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CRETÁCICO SUPERIOR - PALEOCENO (B r e c h a productora) Entre los límites del Cretácico Superior - Paleoceno Inferior se encuentra una unidad constituida por dolomías y calizas clásticas, integrada por exoclastos tamaño de brechas, que es desde el punto de vista económico petrolero la más importante en toda la zona marina y posiblemente en el país, ya que la máxima producción de hidrocarburos proviene de este cuerpo calcáreo, por su carácter discordante su distribución cronoestratigráfica es muy irregular, sin embargo, se considera que gran parte de ella se encuentra enmarcada en el Cretácico Superior y en la porción Nororiental de la Sonda de Campeche. A continuación se describen las caracte rísticas generales de esta unidad. Esta constituida por fragmentos heterogéneos provenientes de la plataforma, caracterizado generalmente exoclastos tamaño rudita. Es importante indicar que en los exoclastos se encuentra generalmente fauna de aguas someras y en la matriz fauna planctónica de cuenca, dichos clastos en ocasiones son tan enormes que son confundidos con unidades completas (pozo Abkatún 212 A núcleos 1) con una excelente porosidad, sin embargo, no son más que bloques exóticos provenientes de la plataforma y acarreados hacia la cuenca incluso como enormes mantos de deslizamiento. TERCIARIO TEMPRANO El Terciario Temprano funciona como el gran sello del Mesozoico, el Paleoceno esta constituido principal mente por bentonitas verde olivo, grisáceo y lutitas bentoníticas a la que se intercalan en la porción oriental de la Sonda brechas intraformacionales en forma esporádica. El Eoceno igualmente es completamente arcilloso, sin embargo, es importante mencionar algunos flujos aislados de detritus que constituyen rocas turbidíticas de origen calcáreo conocidas como “Calcarenitas del Eoceno” y denominadas recientemente como FORMACIÓN KUMAZA (Ríos López, 2003), que presentan buenas manifestaciones de hidrocarburos en algunos pozos del complejo Cantarell, Ku, Maloob y Zaap, sin embargo, en el resto del área estos sedimentos no presentan estas características. El Oligoceno de igual manera se presenta como un cuerpo arcilloso, su distribución es irregular ya que es discordante como reflejo del máximo paroxismo del evento chiapaneco. TERCIARIO TARDIO El Terciario tardío en la sonda de Campeche ha sido atravesado por todos los pozos perforados en ella. Está constituido por lutitas bentoníticas con intercalaciones aisladas de arenas que constituyen cuerpos lenticulares empaquetados en potentes cuerpos arcillosos estas rocas han cobrado recientemente interés en la Sonda de Campeche por los últimos descubrimientos de gas seco en el Pleistoceno, Plioceno y Mioceno (Pozos Kopo-1 y Chukua-1) abriendo un nuevo horizonte en la prospección de la Región Marina.

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V) SEDIMENTOLOGIA La fuente de suministro de las rocas del Mesozoico fue sin lugar a dudas la Plataforma de Yucatán y la sierra de Chiapas, la primera actúo como un enorme cratón sedimentario dando origen a la enorme columna de carbonatos presente en la Sonda de Campeche, la segunda como resultado de un elemento activo que plegó la sierra a través del sistema Motagua /Polochic formando la Sierra de Chiapas y aportando todos los sedimentos terrígenos presentes en la Sonda de Campeche Los cuerpos de arenas bien clasificadas del Oxfordiano presente en los campos Balam, Ek y Batab, indican la presencia de zonas de antecosta y barras arenosas (Fig. ), cuyas fuentes de aporte debieron haber sido el Bloque de Yucatán y el Macizo Granítico de Chiapas dada la cantidad de cuarzo, feldespatos y fragmentos líticos que constituyen estas arenas y que son los mismos que constituyen estos dos elementos de acuerdo a los estudios que de ellos se han hecho (Bass y Zartman, 1969).

Fig. 4.- Modelo sedimentario del Oxfordiano donde se proponen barras costeras para las arenas productoras en esta unidad Regresar

Las rocas del miembro oolítico “E” del Kimeridgiano se formaron en zonas muy someras en un ambiente marino restringido, pero con alta energía; dando lugar a la formación de los bancos oolíticos que restringieron la circulación de aguas y permitieron la evaporación y reflujo de las soluciones cargadas de magnesio. Estas condiciones de energía permiten postular en la Sonda de Campeche un modelo sedimentario en el que se pueden apreciar la existencia de tres zonas de depósito, con mayor contenido de granos (zona de barra) ó menor contenido de

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ellos (zona de laguna y prebarra) y que fueron migrando con la trasgresión, tendiendo a acuñarse hacia el continente con influencia terrígena (Fig. 5 )

Fig. 5.- Modelo sedimentario de la franja oolitica que muestra las barras de barrera que restringieron la circulación de aguas formando la zona lagunal y las barras interiores Regresar

En cuanto a la Brecha productora, la gran cantidad de exoclastos que existen en el Cretácico Superior y parte del Paleoceno hace suponer que estas rocas cayeron a una cuenca dentro de la misma plataforma, precipitándose en forma caótica a través de canales como enormes flujos de detritus constituyendo estructuras que fueron posteriormente selladas por sedimentos finos, cuya velocidad de depósito fue muy inferior (Fig. 6 ).

Fig. 6.- Modelo sedimentario de las brechas productoras que muestran el flujo de detritus hacia la cuenca. Regresar

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Los sedimentos del Terciario tardío constituyen los depósitos más importantes del terciario debido a los nuevos yacimientos descubiertos en estos depósitos, su origen sedimentario es por consiguiente muy importante a continuación se hace un análisis detallado de su origen: El análisis sedimentológico de los depósitos que constituyen estas rocas nos permiten considerar tres tipos de sedimentos y fuentes de aporte: De origen bentonítico, cuya fuente de aporte fueron las emanaciones producidas por la gran cantidad de Volcanes que existieron durante el Terciario Tardío como resultado de la formación del eje Neovolcanico y de todos los volcanes terciarios del país, incluyendo las manifestaciones registradas en la Sierra de Chiapas y que a través de fuentes eólicas y fluviales se depositaron en la zona, constituyendo las lutitas, limos y arenas bentoníticas que observamos invariablemente en toda la región. De origen Terrígeno, constituido por arenas detríticas, maduras bien clasificadas, cuya fuente de aporte es la Sierra de Chiapas como producto del máximo paroxismo del evento Chiapaneco. Dichos sedimentos fueron erosionados y llevados a las planicies por corrientes fluviales donde constituyeron complejos deltáicos que fueron progradando sobre la planicie costera, constituyendo Barras costeras y de desembocadura en la zona Nerítica y flujos turbidíticos y abanicos submarinos en la zona Batial (Figura 7).

Fig. 7.- Modelo sedimentario del Terciario tardío que muestra sistemas deltáicos y turbidíticos de las arenas potencialmente productoras Regresar

De origen calcáreo, constituido principalmente por lodos carbonatados y cuya fuente de aporte es obviamente la península de Yucatán que aporto estos sedimentos a través de corrientes subacuaticas que llevaban en solución el carbonato de calcio precipitándolo en el lecho marino en forma de lodos calcáreos, o mezclándose con el sedimento. 13

VI) PALEOGEOGRAFIA La información proporcionada por los pozos exploratorios perforados en la Sonda, la adicional tomada por los pozos perforados en la Península de Yucatán, así como de trabajos llevados a cabo en la zona profunda del Golfo de México, nos permiten establecer el marco paleogeográfico de la Región Marina. Algunos pozos perforados sobre la Plataforma de Yucatán (pozos Yucatán-1, 2 y 4), penetraron un complejo metamórfico constituido por esquistos de cuarzo y clorita cristaloblástica, el cual, se puede considerar como una de las fuentes de origen de los sedimentos jurásicos; mismo que posteriormente fue cubierto por el mar, como secuela de la transgresión jurásica. Dentro de este marco transgresivo, sobre una superficie de rampa, tuvo lugar el depósito de la secuencia sedimentaria del Jurásico que migró en sentido de la transgresión. (Fig. 8).

Fig. 8.- Plano índice paleogeografico que indica los avances del mar sobre el continente durante el Jurásico Superior en un modelo típico de rampa. Regresar

Los depósitos más antiguos conocidos en la zona corresponden al Oxfordiano (Campos Chac, Ek-Balam y Bacab), cuyo depósito tuvo lugar en mares someros epicontinentales de topografía irregular, de acuerdo a toda la información sedimentaria anteriormente descrita. 14

Durante el Kimeridgiano, la transgresión jurásica cambia las condiciones de depósito en la Sonda de Campeche, dando lugar a la presencia de ambientes propicios para la acumulación de carbonatos. Debido a cambios en las condiciones de energía, se tuvieron durante el Kimeridgiano ambientes reductores de escasa circulación en la que se depositaron sedimentos terrígenos con abundante materia orgánica (pozo Kokay-1A), mismos que fueron cubiertos por los carbonatos anteriormente mencionados por lo menos en dos ocasiones, constituyendo las unidades “B, C, D y E”. Dichos carbonatos constituyeron barras de barrera que restringieron la circulación de las aguas hacia el oriente, dando margen al depósito simultáneo de evaporitas que permiten postular para el Kimeridgiano la existencia de condiciones de intermarea y supramarea en un ambiente litoral. Durante el Titoniano la trasgresión se acelera, el cambio brusco de las meso dolomías del Kimeridgiano a las calizas arcillosas del Titoniano (Pozos Uech-1, int. 4840 y Batab-1A, int. 4480), hacen inferir una subsidencia muy rápida de la plataforma; la que continúa en forma gradual dando lugar a depósitos arcillosos. Durante el Titoniano Superior probablemente parte alta de este disminuyó el aporte de terrígenos y aumentó la precipitación de carbonatos y los sedimentos se hicieron más claros y carbonatados. De acuerdo a lo anterior podemos considerar que en la parte alta del Titoniano existieron condiciones de mares abiertos mejor oxigenados, generándose lodos calcáreos que constituyeron mudstones bentoníticos con una gran proliferación de nanoplancton calcáreo que dieron lugar a las calizas bentoníticas criptocristalinas, que caracterizan el Cretácico Inferior en la Sonda de Campeche. Durante el Cretácico medio vuelven a existir condiciones de reducción propias de zonas anó xicas depositándose rocas arcillosas de color oscuro con abundante pedernal negro y se inicia una regresión producto probablemente de una primera pulsación del evento laramidico alcanzando su máximo paroxismo en el Cretácico Superior constituyendo brechas basales e intraformacionales que dan inicio a un cambio en el deposito. En una ultima pulsación de este evento estos cuerpos calcáreos son solapados por una gruesa columna de terrígenos propios de ambientes marinos profundos, misma que es interrumpida en el Mioceno Inferior oligoceno Superior por el máximo paroxismo del evento chiapaneco dando lugar a los depósitos terrígenos del Terciario Tardío generados como consecuencia de estos movimientos euestaticos y que constituyeron sistemas turbidíticos y deltáicos en la Sonda de Campeche. VII) GEOLOGÍA ECONÓMICA El avance de la prospección petrolera en la Sonda de Campeche ha permitido definir la secuencia estratigráfica del área como un objetivo de primer orden. Mediante la integración de la información obte nida se plantean sus principales características en cuanto a generación, acumulación y entrampamiento de hidrocarburos, para establecer zonas de interés económico petrolero. A continuación se describen cada una de estas características.

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Generación Las principales rocas generadoras de hidrocarburos en el área productora son del Tithoniano, aunque las rocas del Kimeridgiano tienden a mejorar sus características de generación hacia la parte norte-occidental del área, lo que probablemente esté relacionado con cambios de facies, siendo atractivas en lo que respecta a generación siempre y cuando existan las condiciones térmicas favorables para ello. De acuerdo a la información anterior podemos ver que son las rocas arcillo carbonosas del Titoniano (unidades F, G y H); las que tienen la mejor calidad como generadoras de hidrocarburos. Estas rocas están presentes en toda el área y contienen abundante materia orgánica de tipo algáceo-herbáceo, la cual alcanzó un grado de madurez adecuado para la generación de hidrocarburos líquidos y/o gaseosos. Con relación a su contenido de carbón orgánico total (COT), contiene un potencial generador que varía de bueno a excelente. Como se aprecia en el plano de isolineas de la figura

Fig. . Plano de isolíneas que muestra la distribución de Carbón Orgánico Total (COT) de la parte media del Titoniano (Miembro”G”), donde se pueden observar valores muy altos que tienden a incrementarse hacia el occidente del área, hacia las áreas más profundas. Regresar

Migración Los estudios sedimentarios realizados por el autor, los geoquímicos desarrollados por diversos investigadores, conllevan a pensar que la mayoría de los hidrocarburos entrampados en las rocas jurásicas, migraron hacia los yacimientos aledaños por capilaridad. Es decir, los hidrocarburos a nivel molecular se disolvieron y junto con las aguas, por presión diferencial, migraron de las rocas generadoras (Titoniano, Kimeridgiano u Oxfordiano) a las rocas almacenadoras (Kimeridgiano y Oxfordiano). 16

La migración hacia los Yacimientos del Cretácico y Terciario se lleva a cabo a través de fallamientos producidos como resultado del evento Chiapaneco, se considera que estros hidrocarburos a medida que avanzaban hacia la superficie se degradaban perdiendo sus elementos volátiles constituyendo en los yacimientos mas jóvenes gas seco, sin embargo, el origen de estos últimos yacimientos son motivo de discusión dado que su origen también puede ser biogénico no existiendo migración sino descomposición por acción bacteriana. Acumulación En la secuencia sedimentaria del Terciario y mesozoico existen rocas con capacidad apropiada para almacenar fluidos. Estas están presentes en todas las latitudes de la Sonda de Campeche: Los cuerpos arenosos del Oxfordiano, presentes en los campos Ek, Balam, Lum, Bacab y Chac, situados en la porción NE del área, constituidas por una gran cantidad de cuarzo, feldespatos y fragmentos de roca, con porosidades que varían de 10% a 25% y permeabilidades con un rango de 450 a 2250 milidarcys. La producción de estas arenas ya fue comprobada con la perforación del pozo Ek101 resultando productor de aceite de 28° API y posteriormente por el Balam-1, con una producción de 5983 b/d. En el Kimeridgiano (facies C y E), constituyen la franja de bancos oolíticos dolomitizados ubicada en la porción occidental de la Sonda de Campeche. En dicha franja se tiene la mayor potencia de desarrollos oolíticos; así como los mejores valores de porosidad. En la porción oriental (Cantarell-Caan), se desarrollan bancos oolíticos de menor extensión y espesor los cuales son suficientes para constituir yacimientos económicamente explotables. En el Cretácico Superior se tienen las brechas calcáreas localizadas en la porción Nororiental de la Sonda de Campeche, se considera a estas rocas las productoras por excelencia en la Sonda de Campeche y aunque están restringidas a una porción de la misma, constituyen grandes espesores con excelentes porosidades (hasta del 12%) y gran capacidad para almacenar hidrocarburos. Otras rocas con calidad de almacenadoras son las calizas fracturadas del Cretácico Superior que observan en la porción occidental en la Sonda de constituyendo calizas en condiciones fracturadas con excelente porosidad secundaria en fracturas. En el Terciario Temprano tenemos las Calcarenitas del Eoceno Medio (Formación Kumaza) localizadas en la porción nororiental de la Sonda constituida por flujos turbidíticos dístales con excelente porosidad primaria y secundaria. Por ultimo en el Terciario tardío tenemos los cuerpos arenosos del Pleistoceno, Plioceno y Mioceno constituido por barras arenosas provenientes de sistemas deltáicos y turbidíticos con porosidades que varían del 20% al 35%. Roca Sello Las rocas sello están representadas por los cuerpos arcillosos del Titoniano, Cretácico Medio y la gran columna Terciaria que empaqueta cuerpos arenosos lenticulares, así como los carbonatos impermeables del Cretácico, Kimeridgiano y Oxfordiano, que son generadoras e impermeables, además de las evaporitas y los cuerpos de sal que han intrusionado la columna mesozoica y terciaria 17

constituyendo trampas combinadas como en el campo Ek-Balam. Se tienen también las calizas criptocristalinas del Cretácico Superior que en condiciones naturales son prácticamente impermeables y su distribución cubre toda el área de estudio. Entrampamiento Todos los yacimientos hasta ahora conocidos que constituyen trampas en el Mesozoico en la Sonda de Campeche, se comportan como trampas combinadas. Por su origen, se pueden considerar estratigráficas, tanto las de la franja oolítica del Kimeridgiano, como las de las barras arenosas del Oxfordiano, las brechas productoras del Cretácico superior, sin embargo, los procesos diastróficos posteriores generaron deformaciones transformando estos reservorios en anticlinales resultado de la acción de un sistema combinado de esfuerzos dando lugar a todos los yacimientos que hoy conocemos en la Sonda de Campeche. En el Terciario Tardío posterior a esta deformación se formaron trampas estratigráficas principalmente aunque también podemos encontrar trampas combinadas como resultado de intrusiones salinas o arcillosas. VIII) CONCLUSIONES Tomando en consideración la información antecedente podemos llegar a las siguientes conclusiones: La Sonda de Campeche es una área prospectiva de primer orden cuyo marco geológico regional es prioritario y necesario para apoyar las localizaciones exploratorias. Los yacimientos principales se encuentran e las Arenas del Oxfordiano, los Bancos Ooliticos del Kimeridgiano, las brechas productoras del Cretácico superior y últimamente las las arenas del Terciario tardío. La roca generadora por excelencia es el Titoniano, sin embargo no se descartan las posibilidades del Oxfordiano, el Kimeridgiano, el Cretácico medio y aún el Terciario. Se considera que los hidrocarburos se empezaron a generar a partir del Mioceno coincidiendo en parte con el evento chiapaneco, lo que permitió la sincronía y migración hacia los yacimientos mesozoicos, en cuanto a los yacimientos terciarios estas migraciones se llevaron a cabo a través de fallas lístricas producto de la tafrogénesis de dicho evento. Otro punto importante con respecto al origen de los hidrocarburos es su carácter biogénico sobre todo de los yacimientos más jóvenes del Pleistoceno. La roca sello es principalmente la gran columna Terciaria en su mayoría arcillosa aunque también se tienen las calizas arcillosas del Titoniano y del Cretácico medio Los terrígenos arcillosos del Oxfordiano y del Kimeridgiano, así como las intrusiones salinas y arcillosas del terciario. Las trampas se consideran principal mente estructurales aunque las trampas mas recientes del terciario Tardío son combinadas e incluso estratigráficas. El tener en cuenta estos criterios geológicos en forma regional permitirá hacer una evaluación más realista de las localizaciones exploratorias.

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CURRICULUM VITAE FRANCISCO JAVIER ANGELES AQUINO

El Ing. Francisco Javier Angeles Aquino, es originario de Pachuca Hgo, Termino sus estudios profesionales en la Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura del Instituto Politécnico Nacional, donde se gradúo como Ingeniero Geólogo en 1973, en 1995 obtuvo el grado de maestro en ciencias con mención honorífica en la misma escuela. En 1974 ingreso a Petróleos Mexicanos, desarrollando proyectos de Geología Superficial en los estados de Veracruz, Chiapas y Tabasco. En 1979 se incorporo al departamento de paleosedimentación de la Zona Sur participando en el proyecto Reforma Akal Chac, En 1981 se hizo cargo del departamento de paleosedimentacíon de en el área marina de Campeche, en donde desarrolló diferentes proyectos sedimentarios y estratigráficos de la Sonda de Campeche, En 1995 se hizo cargo de la recién creada unidad de reservas de subgerencia de interpretación e integración geofísica. Actualmente se desempeña como especialista Técnico en la coordinación de reservas del Activo de exploración litoral en la Región Marina. En 1987 obtuvo la medalla Lázaro Cárdenas y el premio al mérito de la ingeniería por su trabajo “Estudio estratigráfico y sedimentológico de la Sonda de campeche, presentado en la Cd. de Oaxaca. Además de AIPM, es miembro de diversas asociaciones en donde ha presentado y publicado diversos artículos relacionados con su rama. Tiene también una gran cantidad de trabajos inéditos en donde destaca la monografía de la Zona Marina.