Modelamiento de la generación y expulsión primaria de hidrocarburos en un área de la Cuenca Atrato

Abstract

Con el fin de evaluar las ventanas de generación y expulsión de hidrocarburos en un área de interés energético y económico dentro de la subcuenca Atrato (perteneciente a la gran Cuenca sedimentaria del Arco Panamá-Chocó), localizada en el noroccidente colombiano, se estableció un modelo bidimensional de una sección representativa. Este modelo asume una estructura correspondiente a la del último estado evolutivo del sistema petrolífero donde los esfuerzos tectónicos de campo lejano tienen poca influencia sobre la geometría y por consiguiente se prescinden los efectos de reconfiguraciones estructurales durante la simulación. La evaluación de la ventana de generación para la zona sur se hizo a través del cómputo del Índice Temporal de la Temperatura (TTI, por sus siglas en inglés) bajo la suposición de cuatro escenarios para el tipo de querógeno considerando datos geoquímicos y de historia de enterramiento. Posteriormente se hizo la evaluación del transporte en medio poroso ligada a estos resultados. Dicha modelación se realizó en cercanía a dos pozos en la zona norte mediante el método de elementos finitos, resolviendo los esquemas de advección de la movilidad del fluido. Las propiedades físico-químicas de las diferentes formaciones geológicas se definen a partir de los registros adquiridos en perforaciones exploratorias y referencias bibliográficas, estableciendo simultáneamente las condiciones iniciales y de frontera, que delimitan la solución obtenida para este fenómeno. Los principales resultados revelan que las secciones litológicas consideradas como roca madre presentan una madurez térmica media de casi 40% que se relaciona con una reflectancia de vitrinita de aproximadamente 0.55 y una temperatura máxima alcanzada de 110-120 °C. Otro hallazgo significativo es la baja diferencia de presiones observada en la sección luego del modelado de transporte. Esto subraya la necesidad de continuar con los cálculos de flujo incorporando mayor cantidad de datos; siendo alguno de estos las superficies estructurales detalladas, las curvas de capilaridad y presiones de umbral para capturar efectos de imbibición y modelos geomecánicos para simular compactación del yacimiento o colapso de porosidad en roca arcillosa. Todo esto permitiría obtener una mayor resolución espacial, lo que pondría en evidencia las diferencias de presión que favorecen el transporte y migración primaria del recurso, así como su acumulación. Finalmente, es importante destacar la utilidad de estas derivaciones y de la técnica utilizada en la evaluación preliminar de la ventana de aceite en esta área exploratoria de la subcuenca Atrato. (Texto tomado de la fuente).

To evaluate the hydrocarbon generation and expulsion windows in an area of energy and economic interest within the Atrato sub-basin (belonging to the great sedimentary basin of the Panama-Chocó Arc), located in northwestern Colombia, a 2D model of a representative section was established. This model assumes a structure corresponding to that of the last evolutionary state of the petroleum system where far-field tectonic stresses have little influence on geometry and therefore the effects of structural reconfigurations during the simulation are disregarded. The evaluation of the generation window for the southern area was done through the computation of the Time-Temperature Index (TTI) under the assumption of four scenarios for the kerogen type considering geochemical and burial history data. Subsequently, an evaluation of transport in the porous media linked to these results was made. This modeling was performed in the vicinity of two wells in the northern zone using the Finite Element Method (FEM), solving the fluid mobility advection schemes. The physical-chemical properties of the different geological formations are defined from the logs acquired in exploratory drilling campaigns and bibliographic references, simultaneously establishing the initial and boundary conditions, which constrain the solution obtained for this phenomenon. The main results reveal that the lithological sections considered as source rock present an average thermal maturity of almost 40% which is related to a vitrinite reflectance of approximately 0.55 and a maximum temperature reached in range 110-120 °C. Another significant finding is the low-pressure difference observed in the section after transport modeling. This underlines the need to continue with the flow calculations incorporating more data; for instance, detailed structural features, capillary curves and threshold pressures to capture imbibition effects and geomechanical models to simulate basin compaction or porosity collapse in clay rock. All of this would allow to obtain a higher spatial resolution, which would put in evidence pressure differences that favor the transport and primary migration of the resource, as well as its accumulation. Finally, it is important to highlight the usefulness of these derivations, and the technique used in the preliminary evaluation of the oil window in this exploratory area of the Atrato sub-basin.