Reconstrucciones térmicas de cuencas sedimentarias – Aplicaciones

e implicaciones en la exploración de petróleo y gas

GeoLogin 3G tiene como objetivo desarrollar herramientas para la exploración de petróleo y gas, la evolución térmica de sistemas deposicionales en onshore y offshore.

 

Mi clientes son compañías de petróleo y gas que precisan de nuestros servicios para obtener una imagen de la evolución térmica de la cuenca. Para este propósito, he desarrollado una novedosa aproximación basada en 15 años de experiencia en termocronología y en sistemas orógeno-cuenca, usando análisis en la geoquímica de isótopos (Fig. 1).

Figura 1: Aproximación/enfoque para realizar el muestreo usado por GeoLogin 3G para trazar patrones de enfriamiento y calentamiento usando 4 métodos de termocronología de baja temperatura (izquierda). Métodos: (U-Th-Sm)/He y Fission-Track (FT) en apatitas y zircones: AHe, ZHe, AFT, ZFT. Los círculos 1 indican aproximaciones directas y convencionales, los círculos 2 muestran aproximaciones no convencionales o dataciones sobre fallas.

Sedimentos

 

En términos de termocronología, los sedimentos se dividen en 3 grupos:

 

1) Sedimentos con Apatito i Zircón que siguen albergando la edad termocronológica para, como mínimo uno de los 4 termocronómetros que usamos. Esto sugiere que el calentamiento/enterramiento no ha sido suficiente como para resetear (poner a cero el reloj) la capa a temperaturas por encima de la temperatura de la ventana. De lo contrario la reconstrucción seria imposible.

 

Sin embargo, esto depende del termocronómetro. La pila suprayacente necesaria para resetear debe ser menos grueso para los análisis de U-Th-Sm/He en Apatito (2.5Km; 85-55ºC) que para los análisis U-Th-Sm/He en Zircón (6,5Km; 200-160ºC). Podemos reconstruir la historia térmica para un nivel que fue reseteado para sistemas U-Th-Sm/He (85-55ºC) y Fission-Track (120-60ºC) en Apatito pero no para el mismo sistema en Zircón (temperaturas mucho más altas = 160-310ºC)

 

2) Sedimentos con Apatito y Zircón que han sido completamente reseteados para todos sus termocronómetros. Pueden ser considerados como sustrato ya que ha sido completamente reseteado a temperaturas superiores a las diferentes zonas metaestables (ver métodos) = los termocronómetros de baja temperaturas se han puesto todos a 0 Ma y las reconstrucciones térmicas sólo completan esos mismos sedimentos.

 

3) Sedimentos como areniscas de playa, pizarras y calizas que no contienen Apatito o Zircone. Una forma de manejar esto es dirigir análisis adicionales en otras litologías como el substratum de la cuencua Cretacéa.

Puedo producir, recopilar y buscar bases de datos que puedan ayudarle en su estudio desde cuencas en los siguientes aspectos:

 

  • La paleohistoria térmica o tiempo de residencia de las series de colmatación dentro de las ventanas de temperatura del petróleo (160-60ºC) y gas (200-160ºC) independientemente de la litología (Fig. 2). Tenga en cuenta que esas ventanas térmicas dependen de la composición de la materia orgánica. Los análisis se completan mediante afloramientos y/o sondeos.

  • Las tasas de erosión en el orógeno y la cuenca sedimentaria (Fig. 1; detalles en el folleto)

  • La datación y cuantificación de: 1) la deformación, es decir la propagación de pliegues y fallas, zonas de falla y exhumación diferencial, tectónica salina y también 2) los cuerpos sedimentarios erosionados y ausentes.

  • Los análisis de la cristalinidad de la illita para ser comparados con las reconstrucciones paleotérmicas (detalles en el folleto)

  • Los análisis geoquímicos y mineralógicos adicionales, es decir evaluación litológica y reflectancia de la vitrinita.

 

Estoy sorprendidos por la falta de conocimientos sobre los aspectos térmicos de sistemas deposicionales en la industria del petróleo y gas, ya que apenas hay otros parámetros que informen sobre la generación de petróleo y gas como lo hace la temperatura. Desgraciadamente el mundo académico prefiere concentrar el desarrollo sólo cuando la industria lo lleva necesitando durante décadas. La aproximación que hemos desarrollado añade valores de operaciones y estudios de exploración futuros con tal de conseguir los avances científicos y económicos que la industria del petróleo y gas necesita.

Figura 2: Modelos Temperatura – Tiempo para sustratos para tanto el reservorio cretácico de la formación sedimentaria Aptiense-Albiense como del arco volcánico jurásico. 1, 2, 3, 4 son los cuatro indicadores termocronológicos de baja temperatura con sus respectivas zonas metaestables.

 

AFT y ZFT: Análisis de Fission-Track en apatitas y zircones. AHe, ZHe; análisis de U-Th-Sm/He en apatitas y zircones respectivamente. Véase que las 4 zonas metaestables o zonas de retención (ver Metodos) abarcan las ventanas de temperatura del petróleo y gas.