Provincias Petroleras de México

Provincia Petrolera Plataforma de Yucatán Pemex Exploración y Producción Subdirección de Exploración Versión 2.0, 2013 ~1~ Director de Pemex Exploración y Producción Carlos A. Morales Gil Subdirector de Exploración J. Antonio Escalera Alcocer Gerente de Estudios Regionales Guillermo Mora Oropeza Activo de Exploración Cuencas del Sureste Terrestre Ulises Hernández Romano Equipo de Trabajo Jaime Patiño Ruiz Rubén Darío Gómez Rodríguez Leticia Bernal Vargas Fernando Navarro Baca Lourdes Clara Valdés ~2~ Contenido 1. Ubicación .................................................................................................................. 4 2. Marco tectónico estructural ....................................................................................... 4 2.1 Evolución tectónica estructural .................................................................................... 5 3. Marco estratigráfico y ambientes de depósito ............................................................ 6 4. Sistemas Petroleros ................................................................................................. 10 4.1 Elementos del Sistema Petrolero Cretácico Inferior-Cretácico Medio-Superior (?) . 10 4.2 Extensión geográfica de los Sistemas Petroleros Cretácico Inferior-Cretácico MedioSuperior (?) ....................................................................................................................... 13 4.3 Extensión estratigráfica de los Sistemas Petroleros Cretácico Inferior-Cretácico Medio-Superior (?) ............................................................................................................ 14 4.4 Extensión temporal de los Sistemas Petroleros Cretácico Inferior-Cretácico MedioSuperior (?) ....................................................................................................................... 14 5. Recursos prospectivos ............................................................................................. 15 6. Bibliografía ............................................................................................................. 17 Figuras ........................................................................................................................ 17 Glosario ...................................................................................................................... 18 ~3~ Provincia Petrolera Plataforma de Yucatán 1. Ubicación La Provincia Petrolera Plataforma de Yucatán, se localiza en el sureste de México, gran parte de esta provincia es marina, en la porción terrestre cubre los estados de Yucatán, Quintana Roo y parte de Campeche y Tabasco. (Fig. 1). La extensa plataforma carbonatada está limitada del Golfo Profundo por el denominado Escarpe de Campeche, que es un talud continental pronunciado que se extiende del oeste al norte a lo largo de la plataforma. En la margen oriental hacia el mar Caribe, la plataforma presenta fallamiento. El límite sur en Guatemala y Belice, lo caracterizan áreas nucleadas por bloques de basamento levantados, el domo los Cuchumatanes en la parte central-oeste de Guatemala y el levantamiento de las Montañas Mayas al sur de Belice (Blair, T. 1990). En el suroeste limita con la Provincia Petrolera Cinturón Plegado de Chiapas y las Provincias Geológicas de la Cuenca de Macuspana y el Pilar Reforma-Akal. Fig. 1 Mapa de ubicación de la Provincia Petrolera Plataforma de Yucatán. 2. Marco tectónico estructural La Provincia Petrolera Plataforma de Yucatán es un elemento que ha permanecido tectónicamente estable durante su historia geológica. Su cubierta sedimentaria es predominantemente carbonatada y evaporítica representada por secuencias sedimentarias ~4~ progradantes sobre una corteza transicional con tendencia a adelgazarse hacia aguas profundas. La parte oriental está limitada por un talud abrupto, el cual representa en esta región el límite de las Placas Norteamericana y Caribeña. Este límite tiene una dirección N15°E y se extiende hasta el extremo occidental de la República de Cuba; es una falla de desplazamiento lateral izquierdo que estuvo activa durante la formación de la Placa Caribeña entre el Campaniano (76 M.a.) y el Eoceno medio (49 M.a.). El límite sur de esta provincia es el sistema de fallas Motagua-Polochic (Fig. 2), de desplazamiento lateral izquierdo, que experimentó sus máximos desplazamientos del Oligoceno temprano (35 M.a.) hasta el Mioceno tardío (10 M.a.); sistema que aún está tectónicamente activo. Figura 2. Mapa de elementos tectónicos principales del sureste de México. La Península de Yucatán está caracterizada por sus rocas aflorantes casi horizontales, aunque se tienen pliegues suaves en estratos terciarios. La mayoría de los elementos estructurales son interpretados con métodos potenciales. 2.1 Evolución tectónica estructural Según el modelo de apertura del Golfo de México, esta provincia evolucionó a partir de una etapa de rift que desarrolló altos y bajos de basamento en el Triásico Tardío – Jurásico Medio, pasando después a la etapa de deriva hasta principios del Cretácico Temprano. Durante esta etapa, el ~5~ Bloque Yucatán junto con el Macizo de Chiapas y la Cuenca de Sureste, se desplazaron rotando en contra de las manecillas del reloj hasta su alcanzar su posición actual en el Berriasiano (Buffler y Sawyer, 1985; Salvador, 1987; Pindell, et al., 1985, 2002, 2008). Posterior a esta etapa se tiene la subsidencia pasiva del Cretácico Temprano, que favoreció el desarrollo de plataformas carbonatadas. En el Cretácico Tardío se tiene el acercamiento y colisión del arco de islas de las Grandes Antillas, provocando la destrucción de la parte sur del margen pasivo de Yucatán, esto produce el levantamiento flexural por carga y la consiguiente erosión de las rocas carbonatadas antiguas al norte, durante este periodo las plataformas carbonatadas empiezan a ser ahogadas. La translación del Arco Volcánico de las Grandes Antillas, durante el Paleoceno-Eoceno a lo largo del escarpe oriental de Yucatán, destruyó el margen pasivo previamente establecido. La convergencia en el sur de Yucatán provocó plegamientos y cabalgaduras, sedimentación clástica de antefosa y maduración temprana de las rocas generadoras locales. Del Eoceno al Reciente la placa del Caribe se desplaza al oriente mediante transpresión siniestral a lo largo del sur de Yucatán, con levantamiento, erosión e influjo de clásticos en la plataforma distal. A finales del Oligoceno, durante el desplazamiento del bloque Chortis hacia el sureste a través del sistema de fallas Motagua-Polochic, se generan los levantamientos de los Cuchumatanes en Guatemala y la Montañas Mayas en Belice. 3. Marco estratigráfico y ambientes de depósito La sedimentación carbonatada de más de 4.5 Km de espesor, con estructura profunda del basamento corresponde a rasgos tectónicos sutiles asociados a zonas cratónicas poco deformadas, pero que pueden contener grandes acumulaciones de hidrocarburos típicamente comunes a nivel mundial. La columna geológica ha sido reconocida por los pozos perforados en la Plataforma de Yucatán, ubicados al norte del Estado de Campeche y en el Estado de Yucatán y por pozos ubicados al sur de la frontera con Guatemala (Fig. 3). ~6~ Figura 3. Sección geológica esquemática en la Plataforma de Yucatán (Modificado de López Ramos, 1973). La columna sedimentaria inicia con un paquete de espesor variable de calizas y evaporitas de posible edad Jurásico Tardío de hasta 1,000 metros de espesor (Fig. 4 y 5). En este tiempo la plataforma estuvo parcialmente expuesta con depósitos continentales. Sobre la secuencia anterior descansan rocas carbonatadas de plataforma y evaporitas de edad Cretácico Temprano-Oligoceno, con múltiples ciclos de facies transgresivas que se acuñan contra un borde de plataforma agradante. Las rocas sedimentarias se presentan de manera horizontal y localmente existen flexuras tenues que corresponden a la propagación vertical de fallas profundas que delimitan fosas tipo rift que controlaron la subsidencia diferencial, produciendo cambios en los espesores de la columna de las rocas carbonatadas. Hacia el norte de la Plataforma de Yucatán la columna paleógena conserva su espesor, pero la columna del Cretácico Superior se engrosa hacia el norte y la del Cretácico Medio e Inferior parece conservar su espesor. Estos ciclos de plataforma llegan a tener, según los datos de los pozos que atravesaron parcialmente la columna, entre 3 y 4 km de espesor. ~7~ Figura 4. Columna estratigráfica de la Plataforma de Yucatán. Neógeno-Cuaternario Paleógeno-Plataforma-Restringida Facies generadoras hipersalinas Cretácico Plataforma-Restringida Talud Figura 5 Modelo esquemático sedimentario de la Plataforma de Yucatán (Modificado de PEMEX-STATOIL, 2005). ~8~ Del Barremiano al Aptiano inferior se presentan tres facies marinas: 1) Somera, con depósitos carbonatados y anhidrita de plataforma interna restringida (base de la Formación Cobán); 2) Somera, con depósitos carbonatados de plataforma interna a plataforma externa; y 3) depósitos de rocas carbonatas de plataforma externa a borde de plataforma. Para el Cretácico Medio se depositaron anhidritas con dolomías y calizas en un ambiente somero (Formación Cobán). Localmente presenta parches arrecifales de rudistas desarrollados principalmente en la parte norte de la provincia geológica plataforma de Yucatán. En este tiempo se establece el límite de la provincia geológica escarpe de Campeche en la posición del actual margen de plataforma. El Cretácico Superior en el subsuelo de la plataforma consiste de intercalaciones entre calizas, dolomías y anhidritas (Formación Cobán). Estos depósitos de ambientes marinos someros en el oeste cambian a conglomerados marinos y en el este a rocas carbonatadas marinas pelágicas profundas. Estos cambios a ambientes marinos profundos a lo largo de la margen oriental de la plataforma se atribuyen al inicio del fallamiento en bloques a lo largo de la zona Rio Hondo, que es provocado por el desplazamiento de la Placa del Caribe (Meneses et al., 1980; Blair, 1990). En la transición Cretácico Superior-Paleoceno hacia el talud occidental, en lo que corresponde a la Cuenca del Sureste, se depositó una secuencia de brechas dolomitizadas (conocida como BTP-KS), donde se tiene el área más prolífica en producción de hidrocarburos. Éstas brechas fueron cubiertas por lutitas de ambientes marinos profundos del Paleoceno, Eoceno, Oligoceno y Mioceno-Plioceno. Para el Paleógeno (Paleoceno, Eoceno y Oligoceno) las rocas de las formaciones Icaiche y ChichenItza, consisten de calizas, dolomías y margas que contienen microfósiles de ambientes marinos someros. Estas unidades afloran en la Península de Yucatán (Fig. 6). ~9~ Figura 6. Mapa de afloramientos del Paleoceno, Eoceno y Oligoceno. Los depósitos del Oligoceno, son calizas cretosas, con nódulos de pedernal negro intercaladas con lutitas, margas y calcarenitas de plataforma. Los del Mioceno inferior, son margas con intercalaciones de caliza de plataforma. Para el Mioceno medio- Pleistoceno (Formación Carrillo Puerto) son calizas cretosas que afloran en la porción norte y este de la península. 4. Sistemas Petroleros 4.1 Elementos del Sistema Petrolero Cretácico Inferior-Cretácico Medio-Superior (?) En la Provincia Petrolera Plataforma de Yucatán se han perforado 24 pozos pero ninguno ha sido productor. El sistema petrolero es clasificado como especulativo, cuenta con escasa información geoquímica, solo 2 pozos han cortado rocas carbonatadas y evaporíticas de plataforma del Cretácico Inferior las que se postulan como rocas generadoras en base a los resultados de análisis geoquímicos de algunas manifestaciones superficiales, por otro lado es posible considerar la extensión de este sistema a las rocas del Cretácico Medio por tener características similares ambas rocas. ~ 10 ~ Roca Generadora: Con base en información de los campos de Guatemala y Belice y los pozos del Sureste de México las rocas generadoras son del Cretácico Temprano-Medio, dentro de la secuencias de calizas y dolomías de la Formación Cobán. Estudios recientes de la tipificación de la materia orgánica en fragmentos de núcleos se ha identificado materia orgánica algácea y lignocelulósica, además se han identificado bitúmenes sólidos del tipo epimpsonita y gilsonita en las fracturas y estilolitas, la materia hidrogenizada presenta color amarillo a naranja (Fig. 7), presenta valores de incipiente generación de hidrocarburos (0.56% Ro). Figura 7. Identificación de materia orgánica en Yucatán: a) Materia amorfa de color amarillo naranja, b) presencia de asfalto en fracturas y c) laminación de algas y bitúmenes pesados. El campo Xan de Guatemala produce aceite en una calcarenita dolomitizada del Turoniano, este yacimiento sobreyace a una roca generadora del Cenomaniano y esta sellado por anhidritas. Según análisis de los aceites de los campos de Guatemala y Belice se tienen 39° API en el campo Eagle en Belice y aceites del campo Xan al noroeste de Guatemala son de 130 a 180 API. Aceites similares se esperarían en la Plataforma de Yucatán (Fig. 8). ~ 11 ~ Figura 8. Ubicación de campos de aceite en Guatemala y Belice (en línea roja límite de la Plataforma de Yucatán), (modificado de Berman, 2008). Roca Almacén: Las rocas almacenadoras potenciales son calizas y dolomías de plataforma de edad Cretácico Inferior, Medio y Superior. Las dolomías presentan entre 10 y 12 % de porosidad. Roca Sello: El sello potencial en las trampas cretácicas, corresponden a secuencias evaporíticas intercaladas entre las calizas y dolomías. Trampa: En la plataforma de Yucatán las trampas estructurales son sutiles debido a la escasa deformación. Adicionalmente pueden existir trampas estratigráficas debido a la heterogeneidad de facies carbonatadas de plataforma y las dolomías (Fig. 9). ~ 12 ~ SW NE Km 0 1 2 3 4 5 6 7 8 -93 -92 -91 -90 -89 -88 -87 -86 25 25 24 24 23 23 22 22 21 21 20 20 19 19 18 18 17 17 -93 -92 -91 -90 -89 -88 -87 Plio-Pleistoceno Paleoceno Plioceno Cretácico Mioceno Jurásico Superior Oligoceno Sal Eoceno Basamento -86 Figura 9. Sección sísmica interpretada de trampas del Cretácico de Plataforma al sur de la Provincia Petrolera Plataforma de Yucatán. 4.2 Extensión geográfica de los Sistemas Petroleros Cretácico Inferior-Cretácico Medio-Superior (?) Se conoce poco sobre la distribución de las facies generadoras y almacenadoras del sistema petrolero especulativo Cretácico Inferior-Cretácico Medio-Superior (?), por lo que la extensión geográfica de este sistema es delimitado de acuerdo a las áreas donde los pozos perforados y a las características geológicas del área se estima que este sistema se extiende a lo largo y ancho de toda la Plataforma de Yucatán (Fig. 10). ~ 13 ~ -93 -92 -91 -90 -89 -88 -87 -86 25 25 Cretácico inferior-medio (?) 24 24 23 23 22 22 21 21 20 20 19 19 18 18 17 17 -93 -92 -91 -90 -89 -88 -87 -86 Figura 10. Extensión geográfica del Sistema Petrolero especulativo Cretácico Inferior-Cretácico Medio-Superior (?). 4.3 Extensión estratigráfica de los Sistemas Petroleros Cretácico Inferior-Cretácico Medio-Superior (?) Se ha interpretado que los elementos del sistema petrolero Cretácico Inferior-Cretácico MedioSuperior (?) se encuentran distribuidos estratigráficamente en las secuencias carbonatoevaporíticas, se considera que la generación y distribución de capacidad generadora está relacionada a carpetas de algas y materia bacterial, las rocas almacenadoras son mudstonewackestone y dolomías que se encuentran intercalados y las rocas sello son horizontes anhidríticos. Se postula que este debe ser un sistema cerrado con base a las características geológicas del área. 4.4 Extensión temporal de los Sistemas Petroleros Cretácico InferiorCretácico Medio-Superior (?) El diagrama de eventos del sistema petrolero Cretácico Inferior-Cretácico Medio-Superior (?) de la Figura 11 fue construido con la escasa información que se tiene en esta área y muestra la secuencia de los elementos y procesos esenciales que ocurrieron en la Provincia Petrolera Plataforma de Yucatán, con base en modelos geológicos de los pozos se considera que la generación inició hace 40 M.a. y continúa hasta la actualidad, se espera que parte de estos hidrocarburos de incipiente generación estén almacenados en las trampas que ya habían sido ~ 14 ~ formadas, algunas de estas evidencias de generación de bitúmenes se han reconocido en los estudios de materia orgánica lo cual nos indican una incipiente madurez. Figura 11. Diagrama de Eventos del Sistema Petrolero Cretácico Inferior-Cretácico Medio-Superior (?). 5. Recursos prospectivos Los recursos prospectivos son volúmenes de hidrocarburos no descubiertos que se esperan recuperar asociados a una estrategia exploratoria. El método de evaluación de los recursos prospectivos de las Provincias Petroleras, agrupa mediante una simulación Montecarlo, las evaluaciones de los plays en cada Provincia y a su vez, la evaluación de cada play agrupa las evaluaciones de los objetivos de las oportunidades que le pertenecen, influenciadas por las probabilidades de éxito locales y del play. El mayor reto consiste en agrupar oportunidades exploratorias en conjuntos geológicamente congruentes, que compartan los elementos de riesgo y plasmar estos conjuntos en mapas con sentido geológico. Durante este proceso se consideran tanto las oportunidades que ya han sido detectadas y que tienen registradas sus características en la Base de Datos de Oportunidades Exploratorias, como las oportunidades adicionales aún no detectadas, pero que se estiman en función de la madurez del play. Los datos geológicos y geofísicos que sustentan la evaluación provienen de los estudios de plays y sistemas petroleros realizados en los Activos de Exploración, modelos geológicos del play, modelados geoquímicos, información de pozos, información sísmica, etc. Se analizan y modelan en forma de distribuciones, considerando para reportar principalmente la Media, P90, P50 y P10. La información histórica de cada play y por lo tanto, de cada Provincia Petrolera, comprende volúmenes y tipo de hidrocarburos de cada yacimiento descubierto y sus características geológicas y de ingeniería, lo cual se utiliza para calibrar los resultados de las evaluaciones para los plays ~ 15 ~ probados; para plays hipotéticos la calibración se realiza con base en análogos geológicos maduros. Los recursos prospectivos evaluados al 2013 en la Provincia Petrolera Plataforma de Yucatán, tienen una Media de 0.5 MMMbpce. ~ 16 ~ 6. Bibliografía Blair, T. C., 1990, Jurassic-Cretaceous Regional Stratigraphy, Sedimentary Facies, and Petroleum Geology based on 32 wells, Chiapas Foldbelt and Yucatan Peninsula Mexico. PEMEX, Inédito. Buffler, R.T. and D.S. Sawyer, 1985, Distribution of Crust and Early History, Gulf of Mexico Basin: Gulf Coast Association of Geological Societies Transactions, v. 35. P. 333-344. López, R. E., 1973, Estudio Geológico de la Península de Yucatán, Asociación Mexicana de Geólogos Petroleros, v. 25, Nos. 1-3, p. 25-72. Meneses, de Gyves, J., 1980, Geología de la Sonda de Campeche; Asociación Mexicana de Geólogos Petroleros, Boletín, v.32. P.1-26. Pemex-Statoil, 2005, México Progreso Área: A Regional, Integrated Exploration Study, 341 p, Informe Inédito Pemex. Pindell, J., L. Kennan, J. Rosenfeld, J. Granath, Miranda-Canseco, E., Patiño-Ruiz, J., AlvaradoCéspedes, A., Marino-Castañón, A., Hernández-Bravo, J., Espinosa-Nava, M., Ramírez-Espinosa, A., Maldonado-Leal, M., Marín-Toledo, A., Alor-Ortiz, I., Darío-Gómez, R., Vera-Morán, A., Reyes-bache, G., Hernández-Mejía, J., Alzaga-Ruiz, H., Méndez-Vázquez, J., Jacobo-Albarrán, J. y Hernández-Ávila, L., 2002, Análisis paleogeográfico Mesozoico-Cenozoico y dinámica de cuencas en el Golfo de México profundo y márgenes: La relación entre evolución tectonosedimentaria y sistemas petroleros: PEP-Tectonic Analysis. Informe Interno, Pemex Exploración y Producción. 328 p. Salvador, A., 1987, Later Triassic-Jurassic paleogeography and origin of Gulf of Mexico Basin: AAPG Bulletin, v. 71, p. 419-451. Figuras Figura 1. Mapa de ubicación de la Provincia Petrolera Plataforma de Yucatán. Figura 2. Mapa de elementos tectónicos principales del sureste de México. Figura 3. Sección geológica esquemática en la Plataforma de Yucatán (Modificado de López Ramos, 1973). Figura 4. Columna estratigráfica de la Plataforma de Yucatán. Figura 5. Modelo esquemático sedimentario de la Plataforma de Yucatán (Modificado de PEMEXSTATOIL, 2005). Figura 6. Mapa de afloramientos del Paleoceno, Eoceno y Oligoceno. Figura 7. Identificación de materia orgánica en Yucatán: a) Materia amorfa de color amarillo naranja, b) presencia de asfalto en fracturas y c) laminación de algas y bitúmenes pesados. ~ 17 ~ Figura 8. Ubicación de campos de aceite en Guatemala y Belice (en línea roja límite de la Plataforma de Yucatán), (modificado de Berman, 2008). Figura 9. Sección sísmica interpretada de trampas del Cretácico de Plataforma al sur de la Provincia Petrolera Plataforma de Yucatán. Figura 10. Extensión geográfica del Sistema Petrolero especulativo Cretácico Inferior-Cretácico Medio-Superior (?). Figura 11. Diagrama de Eventos del Sistema Petrolero Cretácico Inferior-Cretácico MedioSuperior (?). Glosario Provincia Petrolera, es un área donde ocurren cantidades comerciales de petróleo o en la que se han identificado condiciones favorables para la acumulación de hidrocarburos (Potencial MedioBajo). Cuenca, es algunas veces usado geográficamente para describir una provincia petrolera, tal como la Cuenca de Willinston o la Cuenca de Paris. El Cinturón Plegado de los Zagros puede ser una provincia estructural o una provincia petrolera, pero no una cuenca. Cuenca Sedimentaria, es una depresión rellena de rocas sedimentarias Sistema Petrolero, incluye el área en la cual se encuentra una roca madre activa, la red natural distribución, y los descubrimientos de la ocurrencia de petróleo genéticamente relacionados. Sistema Petrolero Conocido, correlación positiva aceite-roca madre o gas-roca madre (!) Sistema Petrolero Hipotético, en ausencia de una correlación positiva petróleo-roca madre o evidencia geoquímica (.) Sistema Petrolero Especulativo, evidencia geológica o geofísica (?) ~ 18 ~