This paper was prepared for presentation at the 2013 SPE WVPS Second South American Oil and Gas Congress held in Porlamar, Edo. Nueva Esparta, Venezuela, 22–25 October 2013. This paper was selected for presentation by the SPE Western Venezuelan Petroleum Section Program Committee, following review of information contained in an abstract submitted by the author(s). Contents of the paper have not been reviewed by the SPE Western Venezuelan Petroleum Section Program Committee and are subject to correction by the author(s). The material does not necessarily reflect any position of SPE Western Venezuelan Petroleum Section, its officers, or members. Electronic reproduction, distribution, or storage of any part of this paper without written consent of the SPE Western Venezuelan Petroleum Section is prohibited. Permission to reproduce in print is restricted to an abstract of not more than 300 words; illustrations may not be copied. RESUMEN La continua demanda energética ha traído consigo la búsqueda de alternativas a los combustibles fósiles, siendo el gas de lutita (shale gas) aquella llave no convencional que cada vez se va abriendo más puertas en medio de la desesperación consumista que ostentan la mayoría de economías en el mundo. En tal sentido, la presente investigación comprendió la evaluación de características sedimentológicas y geoquímicas, mediante la aplicación de difracción de rayos X y pirólisis Rock Eval, en rocas de las formaciones La Luna y Colón, para la prospección de lutitas gasíferas hacia el este de la Cuenca del Lago de Maracaibo. Los valores analizados corresponden a un muestreo directo aplicado en tres municipios del estado Trujillo, los cuales, conjuntamente con el apoyo de datos secundarios provenientes de otras investigaciones ejecutadas en los estados Lara y Mérida, describen ciertas tendencias regionales con relación a estas formaciones; a nivel de superficie para los tres estados mencionados, y en subsuelo para una sección que abarca parte de Trujillo y Zulia. Los resultados mineralógicos refieren que las rocas de la Formación La Luna son más carbonáticas y presentan mayores contenidos de illita, típica de ambientes distales; mientras que la influencia proximal costera en la Formación Colón esta soportada por la presencia mayoritaria de caolinita, la cual compensa la deficiencia carbonática con una alta proporción de cuarzo. Geoquímicamente, las muestras de la Formación La Luna comprenden mayores contenidos de carbono orgánico total. Para el estado Trujillo se estableció la probable calidad prospectiva de las formaciones La Luna y Colón, en relación con las zonas muestrales evaluadas, indicando en superficie calidades de pobres a bajas para ambas formaciones en las regiones de los municipios Carache, Candelaria y Trujillo; regular para la Formación La Luna en un sector de éste último municipio; y calidades relativamente buenas (de acuerdo a los pocos parámetros descritos hacia el oeste del estado) para ambas formaciones en subsuelo, con mayor tendencia a la generación de gas seco en la Formación Colón. INTRODUCCIÓN Los yacimientos de gas natural “no convencional” se están posicionando como un escalafón de proyección futura con miras a lograr el establecimiento de nuevas estrategias energéticas, que permitan cubrir los requerimientos de una sociedad cada vez más demandante. En los países productores de hidrocarburos, los plays de lutitas gasíferas están alcanzando cierto repunte, entendiéndose estos como el conjunto de oportunidades y premisas que cubren los requerimientos mínimos en áreas potenciales de exploración, para ser consideradas buenas zonas prospectivas de dicha opción energética. Sin embargo, aunque la explotación de gas en lutitas es un negocio que se presenta muy atractivo, tiene un alto riesgo por el costo y consecuencias de las tecnologías actuales de extracción SPE-WVS-CE-PRE333 Caracterización Sedimentológica y Geoquímica de formaciones Cretácicas, para la Prospección de Lutitas Gasíferas: sección del flanco este en la Cuenca del Lago de Maracaibo Javier Montoya* y Victoria Mouselli; Universidad de Los Andes División: Pregrado
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This paper was prepared for presentation at the 2013 SPE WVPS Second South American Oil and Gas Congress held in Porlamar, Edo. Nueva Esparta, Venezuela, 22–25 October 2013.
This paper was selected for presentation by the SPE Western Venezuelan Petroleum Section Program Committee, following review of information contained in an abstract submitted by the author(s). Contents of the paper have not been reviewed by the SPE Western Venezuelan Petroleum Section Program Committee and are subject to correction by the author(s). The material does not necessarily reflect any position of SPE Western Venezuelan Petroleum Section, its officers, or members. Electronic reproduction, distribution, or storage of any part of this paper without written consent of the SPE Western Venezuelan Petroleum Section is prohibited. Permission to reproduce in print is restricted to an abstract of not more than 300 words; illustrations may not be copied.
RESUMEN
La continua demanda energética ha traído consigo la búsqueda de alternativas a los combustibles fósiles, siendo el gas de lutita (shale
gas) aquella llave no convencional que cada vez se va abriendo más puertas en medio de la desesperación consumista que ostentan la
mayoría de economías en el mundo. En tal sentido, la presente investigación comprendió la evaluación de características
sedimentológicas y geoquímicas, mediante la aplicación de difracción de rayos X y pirólisis Rock Eval, en rocas de las formaciones La
Luna y Colón, para la prospección de lutitas gasíferas hacia el este de la Cuenca del Lago de Maracaibo. Los valores analizados
corresponden a un muestreo directo aplicado en tres municipios del estado Trujillo, los cuales, conjuntamente con el apoyo de datos
secundarios provenientes de otras investigaciones ejecutadas en los estados Lara y Mérida, describen ciertas tendencias regionales con
relación a estas formaciones; a nivel de superficie para los tres estados mencionados, y en subsuelo para una sección que abarca parte
de Trujillo y Zulia. Los resultados mineralógicos refieren que las rocas de la Formación La Luna son más carbonáticas y presentan
mayores contenidos de illita, típica de ambientes distales; mientras que la influencia proximal costera en la Formación Colón esta
soportada por la presencia mayoritaria de caolinita, la cual compensa la deficiencia carbonática con una alta proporción de cuarzo.
Geoquímicamente, las muestras de la Formación La Luna comprenden mayores contenidos de carbono orgánico total. Para el estado
Trujillo se estableció la probable calidad prospectiva de las formaciones La Luna y Colón, en relación con las zonas muestrales
evaluadas, indicando en superficie calidades de pobres a bajas para ambas formaciones en las regiones de los municipios Carache,
Candelaria y Trujillo; regular para la Formación La Luna en un sector de éste último municipio; y calidades relativamente buenas (de
acuerdo a los pocos parámetros descritos hacia el oeste del estado) para ambas formaciones en subsuelo, con mayor tendencia a la
generación de gas seco en la Formación Colón.
INTRODUCCIÓN
Los yacimientos de gas natural “no convencional” se están posicionando como un escalafón de proyección futura con miras a
lograr el establecimiento de nuevas estrategias energéticas, que permitan cubrir los requerimientos de una sociedad cada vez más
demandante. En los países productores de hidrocarburos, los plays de lutitas gasíferas están alcanzando cierto repunte, entendiéndose
estos como el conjunto de oportunidades y premisas que cubren los requerimientos mínimos en áreas potenciales de exploración, para
ser consideradas buenas zonas prospectivas de dicha opción energética. Sin embargo, aunque la explotación de gas en lutitas es un
negocio que se presenta muy atractivo, tiene un alto riesgo por el costo y consecuencias de las tecnologías actuales de extracción
SPE-WVS-CE-PRE333
Caracterización Sedimentológica y Geoquímica de formaciones Cretácicas, para la Prospección de Lutitas Gasíferas: sección del flanco este en la Cuenca del Lago de Maracaibo Javier Montoya* y Victoria Mouselli; Universidad de Los Andes División: Pregrado
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(“perforación horizontal dirigida” y “fracturamiento hidráulico”), lo que produce gran incertidumbre y muchas interrogantes.
Partiendo de ese orden de ideas, en Venezuela se está tomando referencia de las experiencias aplicadas en otros países, para
adelantar los primeros estudios de prospección en lutitas gasíferas. Por tal motivo, el presente estudio comprendió la evaluación de
datos procedentes de ensayos de difracción de rayos X -DRX- y/o pirólisis Rock Eval aplicados a muestras de superficie (o
afloramiento) y subsuelo, para generar una caracterización sedimentológica y geoquímica de formaciones lutíticas en el occidente
venezolano. Se busca poder identificar y caracterizar áreas prospectivas de gas no convencional en la Cuenca del Lago de Maracaibo.
TEORÍA Y DEFINICIONES
Las lutitas gasíferas (shale gas) comprenden acumulaciones de gas natural (contienen, en su mayoría, gas seco, entre 92 y 95% de
metano –CH4–) que se concentran en la misma roca generadora, a tal efecto de no calar en los sistemas petrolíferos comunes, por
exceptuarse la migración y las trampas o sellos, lo cual le confiere un carácter regional y una metodología de explotación diferente a la
aplicada para la extracción de los hidrocarburos corrientes. La roca por excelencia para la concentración de este tipo de gas es la lutita,
por su contenido de materia orgánica y muy baja permeabilidad, sin embargo, ¿Son todas las lutitas capaces de generar el mencionado
gas no convencional?; por supuesto que no. Para que una lutita sea considerada un buen prospecto debe poseer un gran potencial de
generación representado por altos porcentajes de materia orgánica acumulada y una madurez térmica adecuada, que junto a una
capacidad de retención eficiente, proporcionada por su matriz natural de permeabilidad, le otorgan a la roca la posibilidad de producir
gas y que éste pueda almacenarse intersticialmente en los espacios porosos, o ser adsorbido en la superficie de la materia orgánica
remanente.
EQUIPOS, MATERIALES Y MÉTODOS
El presente estudio comprendió la determinación mineralógica por difracción de rayos X (DRX) de nueve muestras de lutitas,
junto a la evaluación geoquímica por pirólisis de seis muestras de dichas rocas; ambos grupos recolectados en distintos afloramientos
de las formaciones La Luna y Colón en el estado Trujillo (municipios Carache, Candelaria y Trujillo). La DRX se llevó a cabo
utilizando el difractómetro marca Brukers, modelo Endeavor-D4; mientras que el ensayo de pirólisis fue realizado con el equipo Rock
Eval 6. Los datos y resultados procedentes de Trujillo, fueron integrados con los valores de 21 muestras tomadas en afloramientos de
ambas formaciones, reportados en otras investigaciones aplicadas en los estados Mérida (CASTILLO 2012) y Lara (LÓPEZ 2012,
MONSALVE 2012, PACHANO 2012); con la finalidad de generar evaluaciones conjuntas del comportamiento sedimentológico y
geoquímico de éstas formaciones lutíticas en el flanco este de la Cuenca del Lago de Maracaibo.
Asimismo, se describen ciertas tendencias geoquímicas de ambas formaciones en subsuelo, analizando datos de ensayos aplicados
a secciones de núcleos de 4 perforaciones: dos en Trujillo y dos en Zulia. Adicionalmente, se utilizó el software ArcGIS para la
elaboración de las diversas relaciones de distribución presentadas y la aplicación de Excel para los diagramas generados.
DATOS Y RESULTADOS
Caracterización Sedimentológica
Descripción a escala local.
En la Tabla 1 se integra la lista de resultados obtenidos por difractometría de rayos X, para las muestras de afloramiento de las
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formaciones La Luna y Colón en Trujillo.
Tabla 1 Resultados generales obtenidos por DRX, para las muestras recolectadas en Trujillo.
Fuente: Resultados de ensayos de DRX realizados en el Laboratorio Geológico El Chaure (PDVSA-Oriente).
Sin obviar la necesidad de aplicar otros estudios más detallados como podrían ser facies y diagénesis, entre otros, y teniendo
presente que el grado de alteración química y física, condiciones de pH y procedencia sedimentaria condicionan la formación de
minerales arcillosos y su estabilidad, se puede describir que los cambios sustanciales de las muestras recolectadas en los tres
municipios de Trujillo, reflejados en los gráficos de % en peso de la Tabla 1, evidencian como las rocas de la Formación La Luna
difieren de la suprayacente Colón por la alta presencia de calcita y baja proporción de arcillas. Para los afloramientos de la Formación
Colón en la zona, se verifica la mayor proporción de cuarzo y su amplio contenido de arcillas. Con esto se resalta parte de las
características que diferencian ambas formaciones, una (Fm La Luna) es más carbonática, alusiva a ambientes marinos distales
(situación soportada por la presencia de illita en las muestras), y la otra es producto de un proceso regresivo en la cuenca que generó
una mayor acumulación de arcillas típicas de ambientes más proximales (condición referida por la presencia mayoritaria de caolinita).
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Descripción a escala regional.
En la Tabla 2 se presentan los porcentajes de minerales por roca total y de arcillas, además de los valores de COT proporcionados
por el ensayo de pirólisis, correspondientes a las muestras recolectadas en superficie. Para la Formación La Luna, se combinaron los
datos del estado Trujillo con otros presentados por CASTILLO (2012) en Mérida, ya que en Lara no se tomaron muestras
correspondientes. En el caso de la Formación Colón si se listan los valores obtenidos en el estado Trujillo, junto con los reportados en