GEOLOGIA DE LA SONDA DE CAMPECHE

Javier Meneses de Gyves'*

R E S U M E N

Con el descubrimiento de 8 importantes estructuras productoras de aceite y gas, en los últimos cinco años, la Sonda de Campeche, en el Golfo de México, se convierte en una de las más importantes provincias petrolíferas marinas del mundo.

La geofísica ha cubierto la Plataforma occidental y norte de la Península de Yuca­tán, pero con detalle una porción de 800 km2. Se han cortado 3600 m de rocas cenozoi­cas y 1400 m de rocas mesozoicas; las rocas más antiguas son del Oxfordiano. Los am­bientes de depósito son de cuenca y de plataforma.

El marco tectónico de esta provincia lo constituyen la Plataforma de Yucatán, la Cuenca de Comalcalco, la Cuenca de Macuspana y el cinturón calcáreo plegado de Akal. El Macizo de Chiapas al S-SE y la Plataforma de Yucatán, son los elementos responsables de la conformación tectónica del área estudiada. Los alineamientos estructurales tienden a orientarse ligeramente al NW-SE, observándose fallas inversas longitudinales.

Con los campos descubiertos se tiene una superficie probada por desarrollar de 700 Km2 y con posibilidades de extenderse. La profundidad promedio del yacimiento varía de 1260 a 3600 m. Las rocas productoras lo constituyen dolomías del Jurásico Superior y Cretácico y una brecha del Paleoceno, que suman un espesor impregnado de 1000 m.

A B S T R A C T

In the last 5 years the Sonda de Campeche in the Gulf of Mexico, has become one of the most important offshore oil provinces of the world, due to the discovery of eight impor­tant oil and gas producing structures.

Geophysical surveys have been undertaken in the Plataforma Occidental and nor­thern Yucatan, but only 8000 Km2 are known in detail.

The stratigraphie composite column drilled in the area consists of 3600 m of Ceno-zoic rocks and 1400 m of Mesozoic rocks. The oldest rocks are of Oxfordian age and the depositional environments range from platform to basin.

The tectonic framework of this province is composed by the Yucatan Platform, the Comalcalco and Macuspana Basins, and the Akal folded calcareous belt. The Maciso de

* Gerencia de Exploración Petrolera, Petróleos Mexicanos.

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Chiapas to the S-SE and the Yucatan Piatform are the elements that conformed tectoni-cally this area. The structural trends have a NW-SE orientation, and longitudinal reverse faults can be seen.

The proven area so far discovered covers 700 km2 whick could be furtherly expan­ded. The average depth of the pay zones varies between 1260 and 3600 m, and the produ­cing rocks are Upper Jurassic and Cretaceous dolomites and a Paleocene breccia, that in total represent an impregnated column of 1000 m.

La Sonda de Campeche es una provincia marina muy interesante no sólo por su historia geológica, sino por haberse con­vertido en los últimos cuatro años en una de las más sobresalientes provincias pe­trolíferas del mundo, con el descubri­miento, a la fecha, de ocho importantes campos productores de aceite y gas.

LOCALIZACIÓN D E L AREA

La Sonda de Campeche está localizada en la porción occidental de la Península de Yucatán y frente a los Estados de Campeche y Tabasco en el Golfo de México. (Fig. 1 ).

ANTECEDENTES

La información geológica obtenida de los pozos perforados en la Península de Yu­catán y norte de Campeche entre los años de 1955 y 1966 y los más recientes del área mesozoica denominada de Chia­pas-Tabasco, así como el análisis de la información geofísica realizada en la par­te continental adyacente al área de refe­rencia, permitieron la elaboración de mapas paleogeográficos, principalmente del Jurásico y del Cretácico; estos mapas mostraron que en la Sonda de Campeche debían de existir condiciones sedimento-lógicas y estructurales iguales a las terres­tres del área mesozoica de Chiapas-Tabasco.

Todo esto, aunado a la presencia de una importante manifestación de hidro­carburos en aguas de la Sonda de Campe­che verificada en el año de 1971, aproxi­madamente a 70 Km al norte de Ciudad del Carmen, Camp., dio lugar a que los estudios sismológicos que se realizaban en ese año cerca de la ciudad de Fronte­ra, Tab., se extendieran hacia la costa occidental de Yucatán, abarcando natu­ralmente la localidad de la manifestación de hidrocarburos.

La exploración geofísica se inició en el año de 1972, realizándose trabajos de sismología de reflexión y refracción, gravimetría y magnetometría simultánea­mente, llevando como objetivo investigar las condiciones estratigráfícas y estructu­rales de las rocas terciarias y mesozoicas, (Fig. 2). Los polígonos de observación de estos trabajos sismológicos fueron de 10 Km X 5 Km, aplicando el método de punto de reflejo común, digital y utilizando como fuente de energía caño­nes de aire comprimido.

Estos trabajos cubrieron a detalle una superficie de 8,000 Km2, y en la prime­ra etapa de análisis e interpretación se delinearon 30 estructuras.

Los análisis de velocidad permitieron diferenciar los sedimentos terrígenos ter­ciarios (1,200-2,600 m/seg.) de una sec­ción de rocas de alta velocidad (4,000-5,600 m/seg.) correspondiendo estas últi­mas a rocas calcáreas mesozoicas situadas a 3,500 m de profundidad, (Fig. 3).

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Fig. 1. Localización del área.

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Fig. 2. Trabajos Geofísicos.

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Con esta información geofísica y el bosquejo paleogeográfico que se tenía del área, se concluyó que en la Sonda de Campeche existían condiciones geológi­cas atractivas que ameritaban compro­barse con la barrena.

De las 30 estructuras delineadas, la de Chac fue la que presentaba mejores ca­racterísticas de definición y cierre, por lo que en junio de 1974 se inició con barco, la perforación del pozo Chac No. 1, (Fig. 4). Este pozo alcanzó una profundidad de 4,934 m, penetrando una sección de rocas jurásicas del Oxfor­diano de 4,650-4,934 m, resultando pro­ductor de aceite en el intervalo 3,545-3,567m, en una brecha calcárea del Paleoceno, con una producción medida de 952 bls/d. Siguieron después los des­cubrimientos de los pozos Bacab, Akal, Nohoch, Abkatun, Maloob, Ku, Kutz e Ixtoc, este último de cuyo accidente es­tamos todos enterados.

G E O L O G I A

Estratigrafía

La columna geológica atravesada en la Sonda de Campeche es la siguiente: (Fig. 5)

Cima Espesor

Plio-Pleistoceno Fondo marino 650 m Mioceno 650 m 2,150 m Oligoceno 2,800 m 350 m Eoceno 3,150 m 250 m Paleoceno 3,400 m 200 m Cretácico 3,600 m 500 m Jurásico 4,100 m ?

El panorama- geológico de esta provin­cia ha sufrido transformaciones a través del tiempo que han dado lugar al depósito de diferentes tipos de rocas. Tectónica­

mente se caracteriza por la presencia de fuertes plegamientos compresionales y también por importantes discordancias.

Paleozoico. Durante la Era Paleozoica emergían de las aguas los protoelementos Macizo de Chiapas y Continente de Yuca­tán. Hay evidencias de que en ese tiempo se desarrollaron importantes plataformas calcáreas. (Fig. 6).

Las rocas del basamento penetradas por los pozos perforados en la Península de Yucatán (Yucatán No. 1 y Yucatán No. 4), ' son metamórficas de edad paleozoica, cu­biertas por areniscas y limolitas del Triá-sico-Jurásico. Este basamento se acusa también' en los mapas magnetométricos. (Fig. 7).

Los fenómenos tectónicos subsecuentes ocurridos en esta provincia son, en mu­cho, el resultado de los movimientos que experimentaron estos elementos.

Mesozoico. Las rocas del Mesozoico son muy importantes en nuestro país, porque son las principales productoras de hidro­carburos, sobre todo las del Cretácico Me­dio e Inferior. Las rocas jurásicas, además de ser productoras, por su alto conteni­do de materia orgánica, son consideradas las más prolíferas generadoras de hidrocar­buros.

A través de la Era Mesozoica existieron cambios importantes en las condiciones ambientales. Las rocas se formaron en am­bientes que van desde aquellas depositadas a lo largo de los litorales continentales, hasta las depositadas en amplias platafor­mas y en cuencas.

Triásico (Fig. 8). Aunque en los pozos ma­rinos de Campeche no se han alcanzado rocas de este Período, los pozos Yucatán No. 1, No. 2 y No. 4, perforados sobre la Península han penetrado a una serie de

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Fjg- 5. Columna Geológica Tipo en la Plataforma Marina de Campeche.

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areniscas y limolitas rojizas continentales de la Formación Todos Santos correspon­dientes al Triásico-Jurásico que cubren a rocas metamórfícas del basamento.

Jurásico. Durante el Jurásico, en lo que es actualmente la Península de Yucatán, pre­valecieron condiciones continentales pare­cidas a las del Triásico. Los terrígenos eran acarreados hacia las fajas litorales que bordeaban este continente mientras que en las amplias plataformas, en general so­meras, se depositaban calizas y dolomías, en tanto que en las cuencas se acumulaban sedimentos arcillosos.

En la Sonda de Campeche, sólo el роге Chac No. 1 ha penetrado estratos del Jurá­sico Superior (Oxfordiano), constituido en la parte superior por lutitas y escasas calizas depositadas en ambiente de cuenca o en plataforma externa profunda. En su porción más inferior se perforaron 50 m de areniscas de ambiente litoral impregna­das de aceite ligero.

Es probable que al oriente del pozo Chac tengamos la presencia de terrígenos a lo largo de las antiguas costas, los que pueden llegar a constituir importantes ro­cas almacenadoras de hidrocarburos.

El Jurásico Superior (Kimeridgiano) es­tá representado por rocas calcáreas de am­bientes de plataforma, compuestas en su parte inferior y media por dolomías con estratificación de calizas y limolitas; en su parte superior está constituida por un potente cuerpo de dolomías y muy escasa limolita.(Fig. 9).

Estas dolomías jurásicas constituyen importantes yacimientos en los campos marinos de Nohoch y Akal y producen también en el área continental de Refor­ma en los campos de Cunduacán y Ojia-caque.

El Jurásico Superior (Titoniano) repre­senta una transgresión de los mares jurási­

cos y consiste esencialmente de sedimen­tos arcillosos obscuros con alto contenido de materia orgánica y escasas y delgadas intercalaciones de caliza. (Fig. 10).

En el sureste de México se localizan grandes espesores de rocas jurásicas y se han medido en superficie en la localidad La Zacatera, en la región del Istmo, 2,000 m de éstas, cuyas edades están compren­didas del Caloviano al Titoniano. En los pozos marinos se han penetrado 800 m de rocas jurásicas comprendidas del Ox­fordiano al Titoniano.

Cretácico, la estratigrafía cretácica, sobre todo en el área de Akal, es poco clara todavía, debido a que la dolomitización ha alterado las características originales de las rocas, dificultando la identificación del contenido faunistico; sin embargo, estu­dios de pozos recientes han permitido di-frenciar al Cretácico en: Superior, Medio e Inferior.

Con la información que se tiene de los pozos perforados en la región, se define que durante gran parte del Cretácico In­ferior, Medio y Superior en la Plataforma de Yucatán, prevalecieron condiciones so­meras que propiciaron el depósito de po­tentes cuerpos de evaporitas, en tanto que hacia el occidente, los pozos marinos muestran que durante esas mismas épocas las rocas se depositaron en ambiente de plataforma externa sujetas a procesos de dolomitización y que actualmente cons­tituyen importantes yacimientos. El espe­sor conjunto de los sedimentos del Cretá­cico es del orden de 500 metros. (Fig. 11 ).

CENOZOICO

Terciario. Las rocas del Paleoceno cubren en numerosos lugares del sureste de Méxi­co, en forma discordante, a las rocas cal­cáreas del Cretácico (Fig. 12). Consiste el

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Fig. 9. Jurásico Kimedgiano, bosquejo paleogeográfico y de Litofacies.

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Fig. 10. Bosquejo Paleogeográfico y de Litofacies del Paleoceno Titoniano.

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Fig. 11. Cretácico Medio, bosquejo de Paleogeografía y Litofacies.

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Fig. 12. Bosquejo Paleogeográfico y Litofacies del Paleoceno Inferior.

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Paleoceno en su porción inferior de cuer­pos de brechas de aproximadamente 150 m de espesor, estando constituidas por fragmentos de rocas calcáreas derivadas de las calizas cretácicas y en menor propor­ción de rocas calcáreas del Paleoceno. Su contenido faunistico revela que estas bre­chas fueron depositadas en un ambiente poco profundo.

Esta brecha tiene una distribución re­gional amplia y constituye un yacimiento importante de hidrocarburos en el área marina. Aflora en el frente de la sierra donde se observa que cubre en discordan­cia a dolomias del Cretácico Medio; en el área de Reforma, en Chiapas y Tabasco, en algunos campos cubre en discordancia al Cretácico Superior.

La columna terciaria con excepción de las brechas del Paleoceno y de un cuerpo de calcarenitas del Eoceno, está compues­ta de terrígenos: areniscas, lutitas y are­nas con un espesor aproximado de 3,600 m, observándose una marcada discordan­cia entre el Oligoceno y el Mioceno. Su contenido faunistico es de ambiente marino.

Tectónica. El marco tectónico de esta pro­vincia la constituyen la Plataforma de Yu­catán, la Cuenca de Macuspana, la Cuenca de Comalcalco, y el Cinturón Calcáreo Plegado de Reforma-Akal, situado entre las cuencas mencionadas. (Fig. 13).

La Plataforma de Yucatán está com­puesta de rocas calcáreas mesozoicas y terciarias y que parece haber permanecido estable desde comienzo del Cretácico. Su actual relieve es casi horizontal y exhibe fenómeno de erosión cárstica.

Las Cuencas de Macuspana y de Comal-calco, son depresiones rellenadas por po­tentes pilas de sedimentos terciarios y separadas de este Cinturón Calcáreo de

Reforma-Akal por sendas fallas normales contemporáneas a la sedimentación.

La Cuenca de Macuspana es una fosa tectónica con una etapa de subsidencia durante el Mioceno, seguida de movimien­tos diastróficos de deformación. La Cuen­ca es importante productora de gas en terrígenos del Terciario.

La Cuenca Terciaria de Comalcalco es la que limita al Cinturón Plegado en su porción W-NW, y en ella hay campos pro­ductores de aceite en sedimientos terríge­nos del Terciario. Su tectónica parece menos compleja que la de Macuspana.

El Cinturón Calcáreo Plegado, tanto en la parte continental como en el mar, tie­ne una tectónica muy complicada, carac­terizándose por fallas normales e inversas, discordancias angulares y plegamientos compresionales pronunciados (estructura Akal-Nohoch). Se considera factible la existencia de fallas de corrimiento hori­zontal.

En la arquitectura de esta área intervi­nieron eventos laramídicos y todo indica que fue sometida nuevamente a esfuerzos durante el Terciario, más precisamente du­rante el Mioceno.

La sal que se ha encontrado en algunos pozos (Tunich No. 1 y Cantarell No. 85) también parece tener influencia en su mo­delación, como la ha tenido hacia el sur, en tierra, en el área de Jalpa, Tab.

La tendencia estructural de los alinea­mientos es burdamente NW-SE similar a la tendencia de los ejes de la Sierra de Chiapas, sujeta a los mismos esfuerzos compresionales y cuyos plegamientos frontales tienden a sumergirse hacia la Pla­nicie Costera del Golfo en ese mismo sen­tido. (Fig. 14).

En la figura, que representa la Sierra Madre Oriental se puede observar el des­plazamiento hacia el norte que experi­menta la porción oriental respecto a la

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Fig. 14. Ejes estructurales. co o

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porción occidental. Este desplazamiento es del orden de 100 Km y se debe a una falla conocida como "falla del Istmo" y que corre casi de norte a sur.

Los alineamientos estructurales de la Sonda de Campeche son de gran exten­sión. (Fig. 4) . La de Akal-Nohoch mide 30 Km de largo y tiene 12 Km de ancho. El alineamiento Abkatun-Taratunich tiene 25 Km de largo por 12 de ancho; el de Kutz-Tabay tiene un desarrollo de 40 Km de longitud por 8 de ancho. Particular­mente la estructura de Nohoch-Akal es asimétrica y muestra un echado fuerte hacia el este.

Entre el Complejo Cantarell y el ali­neamiento Abkatun-Taratunich. se presen­t a una faja de erosión con dirección N-S, J we se observa la ausencia de una parte j Л erciario. pero dejando accesible a la

'na el yacimiento, lo que indica que a incluida en el área por desarrollar. ' acumulación de hidrocarburos en la h de Campeche, está controlada ipalmente por el factor estructural.

15-17), Y, si a esto le sumamos la sa dolomitización y el fracturamien-{ las rocas que les imprimió ima poro-

del orden de 8 % a 12 , nos da-cuenta de lo extraordinario de los

^c imientos . I^эг otra parte, debemos decir que las

fallas, cuando menos en el Complejo Can-tarelL definen distintos niveles de agua, pues mientras en Chac está a 3 ,600 me­tros, en Nohoch está a 3 ,300 ni. (Fig. 18),

IhtKisuiendo en busca de nuevas estruc­turas y la extioisíón de los "trends" ya conocidos, se ha llevado la exploración hasta incluir la plataforma continental, al norte de la Península de Yucatán (Fig. 2),

A la fed ia se han observado:

Por Sísaiolos ía de Reflexión, 63 ,000 K m linesales.

Por Sismología Tridimensional, 13,000 Km lineales.

Por Gravimetría y Magnetometría Mari­na, 71 ,000 Km cuadrados.

Por Magnetrometría Aérea, 137,000 Km cuadrados.

PRODUCCIÓN Y P E R S P E C T I V A S

A cuatro años de haberse descubierto esta provincia marina, la gran productividad de los pozos terminados, aunada a los cortos tiempos de perforación, permiten una alta disponibilidad de aceite a corto plazo. La producción de los campos marinos provie­ne de las brechas del Paleoceno, de las dolomias cretácicas y jurásicas que juntas suman un espesor saturado de liidrocarbu-ros de 1,300 ni en Akal. La cima del yaci­miento se encuentra a 1.200 m en Akal y a 3,2(Ю m en las otras estructuras. (Fig. 19).

De los campos marinos de la Sonda de Campeche se están obteniendo 612 ,030 barriles diarios de aceite y 7 .137 ,800 m3/d. de gas, (Jun io 6, 1980) , con un promedio de 3 0 mil barriles diarios por pozo (19 pozos) .

Se han perforado 2 4 pozos explorato­rios, de los cuales 21 son productores de aceite, lo que indica im éxi to de 8 8 % que es un valor difícil de alcanzar a nivel mundiaL

Están en perforación 4 p o z o s explora­torios y se tienen 10 plataformas fijas: 9 en Cantarell y 1 en Abkatun; y se di^rane de 3 6 ^o^[>ectos p o r perforarse a corto plazo.

Con los pozos productores hasta abora se tiene una área probada de 7 0 0 K m 2

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Fig- 19. Complejo Cantarell.

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y con posibilidades de extenderse a medi- Existen argumentos geológicos para da que se vayan perforando nuevos pozos, considerar que la Sonda de Campeche es principalmente hacia el norte y al occiden- una importante provincia petrolífera de te del área actualmente en producción. primera magnitud.

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