Por: Rafael Falcón
La estratigrafía secuencial es considerada una herramienta fundamental en el estudio e interpretación del relleno sedimentario de una cuenca sedimentaria, pues permite la comprensión del desarrollo y distribución espacial y temporal de los sistemas depositacionales. Asimismo es una herramienta predictiva de la ubicación y distribución de rocas generadoras, yacimientos y sellos en zonas de la cuenca donde la información geológica es restringida o escasa.
Los ojetivos, alcances o utilidad principales que persigue esta disciplina son los siguientes:
1. Comprender y determinar con mayor precisión la distribución espacial y temporal de los yacimientos y sellos conocidos y por conocer dentro de un campo petrolero.
2. Precisar la ubicación de los cuerpos de rocas yacimientos y sellos, en espacios y tiempos particulares, a fin de determinar la geometría y extensión de las mismos.
3. Determinar si hay conectividad lateral o vertical entre yacimientos contiguos y si hay sellos litológicos que los separen.
4. Determinar si hay potenciales rocas yacimientos sin explotar y pronosticar sus características sedimentológicas y capacidad sellante del entorno.
5. Planificar y diseñar nuevas estrategias de explotación en yacimientos conocidos y en potenciales nuevas áreas en el campo.
En la medida que se cuente con abundante información geológica y geofísica, en la misma medida se verá afectada la escala de trabajo estratigráfico. A nivel de cuenca, los estudios estratigráficos se apoyan principalmente en la sísmica de reflexión, por que la estratigrafía sísmica será la principal herramienta de trabajo en la determinación de secuencias de primer a tercer orden (Fig.1). En la medida que se vayan adicionando datos sedimentológicos, paleontológicos y geoquímicos, provenientes de pozos (núcleos y registros) y afloramientos, la interpretación aumentará en detalles lo suficientemente importantes y eficaces, para apoyar estudios técnicos a nivel de plays y prospectos exploratorios mediante la determinación de secuencias de tercer orden. Finalmente, con la adición de sísmica 3D y la consecuente proliferación de datos geológicos y petrofísicos provenientes de la mayor perforación de pozos y la inclusión de nuevas técnicas de interpretación a partir de la cicloestratigrafía, quimioestratigrafía, paleontología y paleomagnetismo, se podrán determinar secuencias de orden inferior o de mayor resolución (cuarto, quinto y sexto), necesarias para el estudio de la distribución espacial y temporal de yacimientos y sellos (Fig.1).
Fig. 1. Diagrama mostrando los diferentes órdenes de secuencias estratigráficas y las escalas de trabajo en exploración y producción.
Al referirnos a “alta resolución” en estratigrafía, lo hacemos respecto a una escala de tiempo geológico que es muy difícil de determinar con los métodos tradicionales de datación geológica absoluta y relativa conocidos, ya que estamos desenvolviéndonos en magnitudes menores a 500.000 años. Es decir, los ciclos estratigráficos y sus controles geológicos de alta resolución se generan dentro de intervalos de tiempo comprendidos entre 500.000 y 10.000 años, siendo entonces representados por las secuencias estratigráficas de cuarto, quinto y sexto orden. Por lo tanto para poder tener una idea más precisa del tiempo abarcado por una secuencia estratigráfica se tendrá que recurrir a métodos de datación apoyados en consideraciones sedimentarias, paleontológicas, químicas, astronómicas y paleomagnéticas, que permitan construir una estructura cronoestratigráfica de la más alta resolución, de baja incertidumbre y lo más asertiva posible (Fig.2).
Fig. 2. Principales métodos de datación absoluta y relativa utilizados en geología.
Para el caso de alta resolución, la paleontología, el paleomagnetismo y la cicloestratigrafía (astronomía), son los métodos más eficaces para estimar la duración de las secuencias.
Visto lo anterior, entonces el primer paso es jerarquizar las secuencias estratigráficas dentro de la sucesión sedimentaria. Lo primero que se debe recordar es que las secuencias estratigráficas de orden superior son de extensa duración de tiempo (más de 0,5 Ma) y por tanto menos frecuentes en el registro geológico cuando son comparadas con secuencias de órdenes inferiores (4to, 5to y 6to). De manera contraria, las secuencias estratigráficas de orden inferior serán las de mayor frecuencia en el registro geológico (Fig.3). A manera de ilustración de este hecho, en los márgenes o bordes de una cuenca, es donde frecuentemente mejor se manifiestan los cambios relativos del nivel del mar y variaciones en el aporte de sedimentos y en consecuencia la mayor frecuencia de secuencias de órdenes inferiores. Por el contrario hacia el centro de la cuenca las secuencias de orden superior son más frecuentes que las de orden inferior. Por ejemplo, una secuencia de tercer orden contendrá varias secuencias de cuarto orden y estas a su vez otras secuencias de quinto y sextos orden (Fig. 3).
Fig. 3. Orden y frecuencia de las secuencias estratigráficas.
Las secuencias de mayor orden son de menor frecuencia y viceversa. Hacia el borde de la cuenca es más factible la ocurrencia de secuencias de órdenes inferiores (1 a 9 ) mientras que hacia el centro las secuencias van disminuyendo en frecuencia y aumentando en magnitud temporal u orden (10 a 14; 15-16, 17, 18).
Superficies estratigráficas claves
Las superficies estratigráficas claves para el caso de secuencias de órdenes inferiores continúan siendo aquellas que indiquen signos de exposición subaérea y submarina, transgresión y regresión, y que además sirvan de límites de secuencia (fig.4):
- Superficies de erosión subaérea
- Superficies de erosión submarina
- Superficies de cambios abruptos de litofacies
- Superficies de cambios abruptos de biofacies
- Superficies asociadas a secciones de condensación continental: paleosuelos, costras y niveles mineralizados
- Superficies asociadas a secciones de condensación marina: niveles mineralizados (hardgrounds)
Fig. 4. Secuencia costera de orden inferior mostrando como límites de secuencia a superficies erosivas de ravinamiento en la zona costera y superficies de máxima regresión concordantes hacia la plataforma.
Para el caso de superficies de exposición subaérea, los intervalos sedimentarios representados por paleosuelos, costras ferruginosas y carbonatadas y niveles mineralizados muy ricos en óxidos en hierro, siderita y dolomita, son los mejores indicadores. Núcleos y registros de pozo son la mejor herramienta para su detección e interpretación.
En casos de erosión submarina se debe diferenciar simples superficies de reactivación sedimentaria de aquellas verdaderas supericies de ravinamiento y/o de inicio de transgresión. Asimismo para el caso de superficies de inundación marina, habrá que diferenciar y establecer la máxima inundación (Fig.4). Las secciones de condensación marina son la mejor guía para establecer la máxima inubdación durante el proceso depositacional. Mediante observación de cambios abruptos de facies en núcleos, cambios en las lecturas del registro GR normal y espectral y estudios paleontológicos y geoquímicos, se pueden detectar o estimar tales superficies.
Límites de secuencias de alta resolución
Con base al reconocimiento de superficies estratigráficas claves mencionadas anteriormente, los principales límites de secuencia serían indicados por:
- Superficies de exposición y erosión subaérea
- Superficies de ravinamiento costero
- Superficies de transgresión
- Superficies de máxima inundación marina
- Superficies de máxima regresión
Finalmente queda a juicio del interprete la ubicación más acertada y precisa de los límites de secuencia y cualquier otra superficie de interés estratigráfico, que permitan elaborar la estructura estratigráfica secuencial en cada pozo y su posterior correlación para poder entender la distribución cronoestratigráfica de los paquetes sedimentarios a nivel de yacimientos y sellos.
Espero que este breve ártículo técnico haya sido de su agrado. Si usted está interesado en profundizar en este tema de Estratigrafía de Secuencias de Alta Resolución, es recomendable que posea conocimientos básicos o intermedios de Estratigrafía de Secuencias y Sistemas Sedimentarios.
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