Modelamiento del estado isostático de foreland basins y su correlación con áreas prospectivas de hidrocarburos. Caso cuenca del Putumayo, Colombia, Suramérica

Abstract

A kind of sedimentary basin which has engendered one of the principle aims in the science and exploration process in fundamental and applied aspects (fluids and hydrocarbons) correspond to the foreland basins and the thrust and fold belts (Lacombe, Lavé, Roure, & Vergés, 2007). This document exemplifies using the Putumayo basin, a foreland basin, located in the south of Colombia, to assess a detailed study whose main objective is determine the relation between the isostatic state and the geometry of the basin with prospective hydrocarbon areas. Utilizing the potential fields theories, the geometry of the basin was built, showing the Cenozoic and Cretaceous-Paleozoic thickness, moreover, it was delimitated the basement top throughout the basin. The model was constrained using interpreted seismic lines and formation tops in drilled wells. On the other hand, it was performed a study related to the isostatic compensation state which was based principally in the free air gravity anomaly and its correlation with the terrain gravity effect. The understanding of the isostatic state allowed to mark out the area of high pressure (sub-compensated areas) and low pressure (over-compensated areas) which was useful to show gradients and hydrocarbon migration patterns. Formerly, the structural and stratigraphic geology was understood, highlighted the fold and thrust belts systems, to favor the oil entrapment process. Finally, based on production areas and its relation with the variables and/or correlations stated previously, it was proposed new hydrocarbon exploration zones to be assessed deeply using reflection seismic technics and drilling new exploration and/or stratigraphic wells.

Un tipo de cuencas sedimentarias que constituye uno de los principales objetos de interés científico y exploratorio en aspectos fundamentales y aplicados (fluidos, hidrocarburos) corresponde a las cuencas foreland y los thrust and fold belts (Lacombe, Lavé, Roure, & Vergés, 2007). El presente documento toma como referencia la cuenca del Putumayo, cuenca foreland, localizada al sur de Colombia para evaluar un estudio detallado cuyo objetivo principal es determinar la relación existente entre el estado isostático y la geometría de la cuenca con áreas prospectivas de hidrocarburos con el fin de elucidar el entendimiento de estos procesos geodinámicos y su repercusión en el interés exploratorio. Haciendo uso de la teoría de campos potenciales, se logró modelar la geometría de la cuenca, mostrando espesores de la secuencia cenozoica y cretácea-paleozoica; adicionalmente se demarcó el tope del basamento a lo largo de la cuenca. El modelo fue validado haciendo uso de líneas sísmicas interpretadas y topes de formación de pozos perforados en el área. Por otro lado, se realizó un estudio del estado de compensación isostático de la cuenca, para lo cual se tomó como principal indicador, la anomalía de aire libre y su correlación con el efecto gravimétrico del terreno. El entendimiento del estado isostático permitió demarcar zonas de alta presión (zonas sub-compensadas) y baja presión (zonas sobre-compensadas) con lo cual se mostraron gradientes de posible migración de los hidrocarburos. Lo anterior, con previo entendimiento del sistema estratigráfico y estructural de la zona, donde se resalta una alta predominancia de sistemas tipo fold and thrust belts característicos de cuencas tipo foreland, para poder favorecerse los procesos de entrampamiento del crudo. Finalmente, basado en zonas ya productoras y su relación con las variables y/o correlaciones ya mencionadas y estudiadas previamente, se proponen áreas de interés exploratorio en relación a yacimientos de hidrocarburos, a las cuales se les plantea un estudio al detalle donde se incluya el método de reflexión sísmica y la perforación de pozos exploratorios y/o estratigráficos.