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CUENCAS SEDIMENTARIAS DE COLOMBIA (Valle inferior del Magdalena, Guajira y Catatumbo)

Alejandro Ardila Álvarez 2161871 Elber Alejandro Pérez G. 2155146

Universidad Industrial de Santander Facultad de Ingenierías Fisicoquímicas Escuela de Geología Geología Estructural y del Petróleo Bucaramanga- Colombia 16 de octubre de 2018

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CUENCAS SEDIMENTARIAS DE COLOMBIA (Valle inferior del Magdalena, Guajira y Catatumbo)

Alejandro Ardila Álvarez 2161871 Elber Alejandro Pérez G. 2155146

Msc. Juan David Badillo Requena

Universidad Industrial de Santander Facultad de Ingenierías Fisicoquímicas Escuela de Geología Geología Estructural y del Petróleo Bucaramanga- Colombia 16 de octubre de 2018

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Copyright Nosotros, Alejandro Ardila Alvarez identificado con la cédula de ciudadanía 1.098.822.259 y código estudiantil 2161871 y Elber Alejandro Pérez identificado con la cédula de ciudadanía 1.096.958.236 y código estudiantil 2155146; en calidad de estudiantes activos de la asignatura de geología estructural en el periodo 2018-2 certificamos que el contenido del presente trabajo corresponde a nuestra propia autoría, exceptuando las fuentes de información consultadas que están debidamente referenciadas siguiendo la norma “APA”, y somos conscientes de que de comprobarse lo contrario sería considerado como FRAUDE y autorizamos al profesor Juan David Badillo Requena para abrir los procesos disciplinarios pertinentes.

Alejandro Ardila Ávila Cc. 1.098.822.259

Elber Alejandro Pérez G. Cc. 1.096.958.236

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Tabla de contenido INTRODUCCIÓN...............................................................................................................6 OBJETIVOS........................................................................................................................7 CUENCAS SEDIMENTARIAS DE COLOMBIA.............................................................8 CUENCA VALLE INFERIOR DEL MAGDALENA.......................................................12 Generalidades de la cuenca............................................................................................12 Geología de la cuenca....................................................................................................12 Estratigrafía de la cuenca...........................................................................................16 Sistema petrolífero.........................................................................................................17 Roca generadora........................................................................................................17 Roca reservorio..........................................................................................................17 Roca sello...................................................................................................................17 Trampas.....................................................................................................................18 Producción de la cuenca................................................................................................18 Producción de Petróleo..............................................................................................18 Producción de Gas.....................................................................................................19 Principales campos....................................................................................................20 Cicuco........................................................................................................................20 CUENCA GUAJIRA.........................................................................................................20 Generalidades de la cuenca............................................................................................20 Geología de la cuenca....................................................................................................21 Columna estratigráfica de la cuenca..........................................................................24 Sistema petrolífero.........................................................................................................26 Roca generadora........................................................................................................26 Roca reservorio..........................................................................................................26 Roca sello...................................................................................................................26 Trampas.....................................................................................................................26 Migración...................................................................................................................27 Producción de la cuenca................................................................................................27 Principales campos....................................................................................................27 Campo Chuchupa.......................................................................................................27 Campo Ballenas.........................................................................................................28 CUENCA CATATUMBO..................................................................................................29 Generalidades de la cuenca............................................................................................29 Geología de la cuenca....................................................................................................30 Columna estratigráfica de la cuenca..........................................................................32 Sistema petrolífero.........................................................................................................35 Roca generadora........................................................................................................35 Roca reservorio..........................................................................................................35 Roca sello...................................................................................................................35 Trampas.....................................................................................................................35

5 Producción de la cuenca................................................................................................36 Producción de petróleo..............................................................................................36 Producción de gas......................................................................................................36 Principales campos....................................................................................................37 Campo Tibú...............................................................................................................37 Campo Rio Zulia........................................................................................................38 Bibliografía........................................................................................................................39 Tabla de Figuras Figura 1-Clasificación de cuencas Ecopetrol año 2000.......................................................8 Figura 2-División actual de cuencas sedimentarias ANH.................................................10 Figura 3-Límites de la Cuenca VIM..................................................................................12 Figura 4-Placa de Nazca bajo placa Sudamericana...........................................................13 Figura 5-Movimiento Placa Caribe...................................................................................13 Figura 6-Rotación generada por el empuje de la placa Caribe..........................................14 Figura 7-Columna Estratigráfica generalizada de la Cuenca VIM....................................15 Figura 8-Producción de petróleo en la cuenca VIM BPDC...............................................17 Figura 9-Producción de gas de la Cuenca VIM a Mayo de 2018 MMPCDC...................18 Figura 10-Mapa de la península de la Guajira mostrando los rasgos fisiológicos y tectónicos que caracterizan y delimitan la cuenca de la Guajira...............................21 Figura 11 Posición del Gran Arco del Caribe, Placa caribe, desde el Cetácero tardío (1) Paleóceno (2), Eoceno (3), Oligoceno (4), Mioceno (5), Plioceno (6) y Reciente (7). Mapa modificado de Mann (1999)............................................................................23 Figura 12- Columna estratigráfica de la cuenca La Guajira..............................................24 Figura 13 Ubicación cuenca Catatumbo............................................................................29 Figura 14 Mapa geológico cuenca del Catatumbo............................................................30 Figura 15 Columna estratigráfica generalizada de la cuenca Catatumbo..........................33 Figura 16- Producción de petróleo en la cuenca Catatumbo BPDC..................................35 Figura 17-Producción de gas a Mayo 2018 cuenca Catatumbo MMPCDC......................35

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INTRODUCCIÓN

La Agencia nacional de hidrocarburos(ANH) como entidad estatal tienen como uno de sus objetivos la identificación y evaluación del potencial de hidrocarburos presentes en el subsuelo colombiano. Con el fin de cumplir dicho objetivo se ha llevado a cabo una división del territorio nacional en cuencas sedimentarias y una exploración de cada una de las cuencas de manera que se obtenga la información suficiente para atraer inversionistas que se encuentren interesados en explorar y explotar los hidrocarburos prospectados. Dichas cuencas sedimentarias se subdividen en cuencas maduras, cuencas emergentes y cuencas frontera.(ANH, 2011) Como objeto de estudio del presente trabajo se encuentran las cuencas Valle Inferior del Magdalena(emergente), Guajira(emergente) y Catatumbo(madura) que se encuentran ubicadas al norte de Colombia. Según (Reyes, H. A.1; Montenegro, B. M.2; Gómez, 2004) las características estructurales y estratigráficas de las cuencas del norte colombiano están determinadas por la interacción de las placas Suramericana y Caribe que han dado las condiciones necesarias para la generación de los distintos fallamientos y hundimientos que dan las condiciones necesarias para la generación de hidrocarburos en estas zonas del norte de Colombia. Es de vital importancia reconocer la evolución geológica que en particular tienen cada una de estas cuencas ya que este tipo de información es necesaria para reconocer

7 características de las cuencas objeto de estudio como el ambiente de depositación, el tipo de materia orgánica, los fallamientos y plegamientos presentes en el área, entre otros.

OBJETIVOS



Reconocer las características geológicas de las cuencas objeto de estudio.



Identificar en las cuencas objeto de estudio, sus principales campos, producción, empresa operadora, tipo de fluido, entre otros datos importantes a la hora de ejercer la profesión cómo ingeniero de petróleos.

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CUENCAS SEDIMENTARIAS DE COLOMBIA

En el año 2000 Ecopetrol clasifica una serie de 23 áreas de acuerdo con las diferencias geológicas encontradas que llamó en ese momento cuencas sedimentarias, siendo algunas de estas áreas no prospectivas (Figura 1).

Tomado de: (Barrero, Pardo, Vargas, & Martínez, 2007) Figura 1-Clasificación de cuencas Ecopetrol año 2000

9 Actualmente la Agencia Nacional de Hidrocarburos a realizado algunos cambios a dicha clasificación hecha por Ecopetrol quien para el año 2000 cumplía doble rol como empresa petrolera y administradora del sector hidrocarburos. La creación de la ANH en el 2003 surge como forma de limitar las funciones de Ecopetrol para que se concentraran esfuerzos en la exploración y producción de hidrocarburos y no en la administración de estos recursos. Algunos de los cambios hechos a esta clasificación son: a. La inclusión de la “Cuenca de Amagá”, ya que es un área sedimentaria con niveles ricos en materia orgánica y carbón, promisoria para la exploración de gas b. La exclusión de la “Cuenca Pacífico” debido a que está conformada en su mayor parte por la Serranía del Baudó, una región no sedimentaria c. La agrupación de las tres cuencas de la región sur del país en dos áreas prospectivas, separadas por un alto estructural con dirección N-NW: La cuenca de Caguán-Putumayo al W y Vaupés-Amazonas al E d. La extensión de las cuencas marinas del Pacífico hasta el límite entre las placas de Suramérica y Nazca e. La extensión de las cuencas marinas del Caribe hasta el frente de deformación del denominado “Cinturón Deformado del sur del Caribe” f. La inclusión de la cuenca Colombia en el Caribe profundo g. La definición de la cuenca del Pacífico Profundo Colombiano al W de la actual zona de subducción del Pacífico. Fuente: (ANH,2018)

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Tomado de: ANH-modificado en ArcMap Figura 2-División actual de cuencas sedimentarias ANH

11 CUENCA VALLE INFERIOR DEL MAGDALENA

Generalidades de la cuenca La cuenca Valle inferior del Magdalena se localiza al noroccidente de Colombia, tiene un área de 38.017 km2 de los cuales 20.795 km2 están disponibles. Comprende parte de los departamentos de Bolívar, Cesar, Magdalena, Sucre y Antioquia, se subdivide en las cuencas Plato y San Jorge. La historia de la cuenca Valle inferior del Magdalena data de los inicios del siglo XX donde con la perforación de los pozos Perdices1 y Tubará1 se dio inicio a la producción de hidrocarburos en esta zona del país.(Reyes, H. A.1; Montenegro, B. M.2; Gómez, 2004) La cuenca VIM es considerada una de las cuencas con gran potencial debido a la cantidad de hidrocarburos totales y por descubrir que según (DIAZ, 2014) hacienden los 1.600 MMBls y 1.131,5 MMBls respectivamente. El tipo de kerógeno encontrado en la cuenca es tipo III y los valores de materia orgánica TOC son mayores al 1%.(García González, Mier Umaña, Cruz Guevara, & Vásquez, 2009) Geología de la cuenca La cuenca limita tectónicamente al norte y noroeste con el sistema de fallas romerales, al sur y sureste limita con la cordillera central, al este limita con la falla de BucaramangaSantamarta (Figura 3).

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Figura 3-Límites de la Cuenca VIM El desarrollo geológico de las cuencas del norte colombiano comprende diferentes eventos geológicos caracterizados por la interacción de las diferentes placas tectónicas que han llevado a la posibilidad de acumulación de sedimentos y a la generación de sistemas petrolíferos con las condiciones necesarias para contener hidrocarburos. Dichas interacciones comienzan en el Cretáceo donde se presentó un movimiento de la placa de Nazca que con el tiempo genero una subsidencia de esta bajo la placa sudamericana (Figura 4); dicho evento dio origen en Colombia al levantamiento de la cordillera central. Con la cordillera central se dio a su vez el levantamiento del sistema de fallas de Romeral el cuál es límite de la cuenca del VIM al oeste. Posteriormente en el Paleógeno se presenta el movimiento de la placa del caribe en dirección Noroeste que genera una intrusión de estas entre las placas Suramericana y Norteamericana que a su vez carga de sedimentos la zona noroccidental de Suramérica. (Figura 5). Dicho movimiento de la placa caribe es según (Reyes, H. A.1; Montenegro, B. M.2; Gómez, 2004) el causante de

13 la generación también del sistema de fallas que rodean la cuenca VIM, por lo cual se caracteriza por ser una cuenca de tipo transrotacional debido al efecto de cizalla que tienen las placas caribe y sudamericana entre sí, dicho fenómeno se puede ver gráficamente en la figura 6.

Tomado de: ht t ps : / / bi t . l y/ 2I x2u4J Figura 4-Placa de Nazca bajo placa Sudamericana

Tomado de: (DIAZ, 2014) Figura 5-Movimiento Placa Caribe

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Tomado de: (Reyes, H, 2004) Figura 6-Rotación generada por el empuje de la placa Caribe

15 Estratigrafía de la cuenca

Figura 7-Columna Estratigráfica generalizada de la Cuenca VIM

16 Sistema petrolífero Roca generadora Como unidades estratigráficas con potencial de roca generadora, se reconocen las formaciones Ciénaga de Oro y Porquero depositadas a finales del Oligoceno y a principio del Mioceno. Ciénaga de Oro está constituida en la base por un conglomerado oligomíctico de color rojizo e intercalaciones de lodolitas carbonosas, areniscas y carbón. Porquero está constituida por Arcillolitas y limolitas con intercalaciones de arenitas de grano fino, ligeramente calcáreas.(ANH, 2010). La ventana de generación de petróleo se encuentra a profundidades entre 10.000 y 11.000 pies(Marín et al., 2010) Roca reservorio Como unidad estratigráfica con mayor potencial de roca reservorio está la formación Ciénaga de Oro con un espesor de 330 ft y una porosidad mayor al 15%, esta se compone principalmente de arenitas líticas laminadas, arenitas líticas y cuarzo arenitas masivas a bioturbadas de grano muy fino a fino de origen fluvial a deltaico(Marín et al., 2010), y secuencias grano-decrecientes de arenitas líticas, de grano muy grueso a medio, localmente conglomeráticas. (ANH, 2010). Según otros autores cómo (Johan & Araujo, 2017) la formación Porquero Y Tubará poseen porosidades de hasta 21% por lo cual también tienen potencial como roca reservorio. Roca sello La roca que funciona como sello se encuentra en la parte superior de las Formaciones Porquero y Ciénaga de Oro. Abundantes lutitas con extremada baja porosidad que cumplen la función de roca sello. (ANH, 2010)

17 Trampas En el Valle Inferior del Magdalena, las trampas corresponden con pliegues compresivos relacionados con el Sistema de Fallas de Romeral y truncamientos del reservorio por fallas asociadas a eventos compresivos y extensivos en la cuenca, como trampas estratigráficas se destacan algunas relacionadas con rocas calcáreas. (ANH, 2010) Producción de la cuenca Producción de Petróleo

Figura 8-Producción de petróleo en la cuenca VIM BPDC Como se puede observar en la figura 8 de acuerdo con los campos investigados la producción de aceite en el VIM es alrededor de 1.171 Barriles por día calendario BPDC.

18 Producción de Gas

Tomado de: (“ANH. Balance-Produccion-Gas-2018,” n.d.) Figura 9-Producción de gas de la Cuenca VIM a Mayo de 2018 MMPCDC Como se puede observar en la figura 8 de acuerdo con el balance de producción de gas de mayo de 2018 emitido por la ANH, la producción fiscalizada de gas es de 187,95 MMPCDC (Millones de pies cúbicos por día calendario). De este valor se resta el gas quemado correspondiente a 1 MMPCDC Y el gas para consumo de los respectivos campos correspondiente a 2,74 MMPCDC arrojando un valor de 184,21 MMPCDC como producción final. De esta producción final 69,08 MMPCDC son enviados a plantas de tratamiento, 0,41 MMPCDC son transformados y 115,13 MMPCDC son enviados a gasoductos.

19 Principales campos Cicuco El campo Cicuco fue descubierto en 1956 por la Colombian Oil Company, algunas de sus características son: 

Se encuentra ubicado en la subcuenca Plato en el departamento de Bolívar y se encuentra administrado por Ecopetrol.



Presión inicial= 4470 psi



Presión de burbuja= 3710 psi



Gravedad API= 43,8°



Temperatura= 185°F



El tipo de fluido producido por en el campo Cicuco es aceite volátil



El mecanismo de producción es por gas en solución y se aplica sistema de levantamiento con Gas Lift.



La producción diaria para mayo de 2018 es de 646 BPDC y aproximadamente 1,4 MMPCDC.

El campo Cicuco es particular por estar topográficamente en una plenillanur...