DOI:
http://dx.doi.org/10.18273/revbol.v39n3-2017003
TRAMPAS
NO CONVENCIONALES ASOCIADAS CON OFIOLITAS DE LA FAJA SEPTENTRIONAL DE
HIDROCARBUROS (LA HABANA-MATANZAS, CUBA)
NON-CONVENTIONAL
TRAPS ASSOCIATED WITH OPHIOLITES OF THE NORTHERN HYDROCARBON BELT
(HAVANA-MATANZAS, CUBA)
Eduardo A. Rossello1
Rolando García-Sánchez2
1CONICET - Universidad de
Buenos Aires. FCEN, Buenos Aires, Argentina. (*)ea_rossello@yahoo.com.ar
2Departamento de Geociencias, Facultad Ingeniería Civil,
Universidad Tecnológica de La Habana, La Habana, Cuba. rjgarcias@civil.cujae.edu.cu
RESUMEN
Las rocas máfico-ultramáficas son muy
abundantes en Cuba a lo largo de unos 200 km del margen septentrional que deben
su origen a una corteza oceánica, compuesta por serpentinitas, gabros, diabasas
y basaltos conocidos como complejo ofiolítico. Las características geológicas
del territorio cubano son el resultado de una historia tectosedimentaria
multiepisódica, representada por una serie de secuencias y estructuras
relacionadas estrechamente con la evolución del Caribe Occidental. En la Faja
Septentrional de Hidrocarburos de Cuba, las ofiolitas intercaladas como escamas
tectónicas entre niveles carbonáticos mesozoicos proporcionan en muchos campos
buenas condiciones de reservorios y sellos. Las acumulaciones petroleras se
encuentran generalmente entre 500 – 800 m y hasta 3 km de profundidad con
espesores de hasta 400 m saturados de petróleos con 9º a 19º API. Los
reservorios son serpentinitas fracturadas, con valores promedio de porosidad en
testigo de 5,6%, mientras que por perfilajes alcanza 8,0%, aunque los valores
promedios sólo llegan a 1,1% y las permeabilidades varían
entre 0,001 a 21,4 mD. Otros campos se relacionan con escamas tectónicas de
cataclasitas de serpentinitas, peridotitas, gabros y diabasas, determinantes de
un reservorio de tipo poroso o poroso-fracturado con porosidad en testigos
entre 0,2 – 3,3% y por registros hasta 9,0 %, la permeabilidad se reconoce
entre 0,001 - 290 mD (como promedio 7,370 mD). También, peridotitas, gabros y
diabasas con reservorios de tipo fracturado poroso– fracturado por lixiviación
del olivino en gabros olivínicos con porosidades por núcleo de 0,12 – 10,6%
(promedio 3,63%) y por registros hasta 8,0%. Niveles de serpentinitas alteradas
por hidratación con propiedades semejantes a las arcillas constituyen sellos locales.
Estos yacimientos pueden considerarse modelos análogos a los aun no
completamente explorados de los márgenes Pacíficos del continente sudamericano
de Colombia, Perú y Chile que exhiben contextos convergentes con presencia de
ofiolitas semejantes.
Palabras
clave: Reservorios no-convencionales; hidrocarburos; trampas
estructurales; ofiolitas; Cuba.
ABSTRACT
The geological characteristics of the
Cuban territory are the result of a multi-episodic tectosedimentary history,
represented by a series of sequences and structures closely related to the
evolution of the Western Caribbean. Mafic and ultramafic rocks, mainly
serpentinized peridotites, gabbros and basalts, are distributed throughout the
northern margin of Cuba (~ 200 km of exposure) and are mostly associated with
ophiolitic complexes linked to the evolution of the Carribean plate. The
northern hydrocarbon belt comprises oceanic volcano-sedimentary sequences
forming a stack of thrust sheets (ophiolites-Mesozoic sedimentary carbonates);
such configuration is the responsible for the reservoir and seal conditions of
the many hydrocarbon fields in the area. Oil accumulations occur mainly at
depths around 500 to 800 m, locally up to 3,000 m, with oil-saturated
thicknesses up to 400 m and 9º to 19º API. Reservoirs are mainly fractured
serpentinites, with mean log porosity values of ~ 6% (and up to 8% SWC) with
permeabilities varying between 0.001 to 21.4 mD. Porous to dual
porous-fractured reservoirs occur in other fields as tectonic slabs of
cataclastic serpentinites, peridotites, gabbros and diabases, with porosities
< 3% (in log) and up to 9% (SWC) and permeabilities ranging between 0.001 -
290 mD (7,400 mD average). The highest porosities in the area are recorded in
fractured and weathered peridotites and grabbros, with log-derived porosity
values up to 11% (4% average) and sidewall core up to 8%. Good quality seals
are locally formed by the weathering of serpentinites. New concepts in oil
exploration involve the analysis of ophiolitic complexes and related rocks in
the Pacific margin as potential promising targets. Thus, the resemblance of
these Cuban ophiolitic complexes with their under-explored South American
analogs opens a new opportunity for hydrocarbon exploration in the offshore of
Colombia, Peru and Chile.
Keywords:
Non-conventional reservoirs; hydrocarbons; structural traps; ophiolites; Cuba.
Trabajo recibido: julio 11 de 2017
Trabajo
aceptado: agosto 02 de 2017
INTRODUCCIÓN
El objetivo del
presente trabajo es describir el potencial exploratorio y productivo de rocas
asociadas a ofiolitas de la Faja Septentrional de Hidrocarburos de Cuba donde
constituyen reservorios y sellos de diversos campos intercalados como escamas
tectónicas entre niveles carbonáticos mesozoicos. Estas rocas han producido
unos 20 millones de barriles de petróleo en varios yacimientos en toda la
Provincia Norte Cubana, donde se destacan: Cantel, Boca de Jaruco Bloque Este,
Motembo (primer yacimiento de petróleo descubierto en Cuba en 1881), Jarahueca
y Guanabo (Cubapetróleo, 2002; Magnier et al., 2004). Las serpentinitas no se
consideran en Cuba como un objetivo de primera prioridad por su variabilidad
lateral y vertical en las propiedades petrofísicas del reservorio, pero como se
encuentran a poca profundidad, generalmente entre 500 – 800 m, su explotación
resulta rentable económicamente (FIGURA 1).
FIGURA 1. Localización de los campos
petrolíferos de la Faja Septentrional de Cuba (tomado de Schenk, 2008).
Si bien existen reportes de producción de petróleo en
rocas de origen ígneo en el mundo, (Petford y McCaffrey, 2003). Por ejemplo, en
diques y filones capa basálticos neógenos de la Cuenca Neuquina de Argentina
(Rossello et al., 2002), los gabros de la Península de Santa Elena en Ecuador
(Rossello et al., 1999) o en andesitas y tobas carboníferas de la cuenca
Junggar (Chen et al., 2016). Sin embargo, son extremadamente escasos en
ambientes convergentes con rocas ofiolíticas como las de la Faja petrolífera
septentrional de Cuba. Esta región se localiza a lo largo del litoral
septentrional de la isla de Cuba, entre La Habana y Matanzas, y se caracteriza
por la presencia de unos diez yacimientos conocidos con producción donde las
trampas, los reservorios y sus sellos se asocian a gabros serpentinizados
jurocretácicos necesarios para definir un sistema petrolífero cuyos fluidos
provienen de unidades carbonatadas mesozoicas.
En el presente trabajo se describen las principales
características geológicas y petrofísicas de los cuerpos ofiolíticos de Cuba y
su potencial en la determinación de un sistema petrolero con la finalidad de
poder correlacionarlo con otras regiones análogas, aun subexploradas de
contextos geotectónicos semejantes como los presentes en el margen pacifico de
Sudamérica. En esta región caracterizada por una convergencia tectónica se
conocen sistemas petroleros asociados a prismas acrecionales con rocas básicas
de los campos Ancón y Pacoa de la península de Santa Elena del Ecuador
(Rossello et al., 1999) y probablemente a escenarios exploratorios aún menos
conocidos de Colombia, Perú y Chile.
MARCO
GEOLÓGICO
Situado
en el extremo noroccidental del Mar Caribe el archipiélago cubano es de origen
plutónicovolcánico, aunque actualmente constituye un cinturón plegado
acrecionado al margen meridional de la Placa Norteamericana (Sykes et al.,
1982; Stephan et al., 1990; Iturralde-Vinent et al., 2016). Las características
geológicas del territorio cubano son el resultado de una historia tectosedimentaria
multiepisódica, representada por una serie de secuencias y estructuras
relacionadas estrechamente con la evolución del Caribe Occidental. La presencia
de rocas ofiolíticas se reconocen en diversos sectores donde constituyen
núcleos de terrenos aflorantes caracterizados por litologías de orígenes
oceánicos intercaladas entre asomos de sedimentitas meso-cenozoicas (FIGURA 2).
FIGURA 2. Mapa esquemático del
territorio cubano, representativo del modelo de su constitución geológica y los
afloramientos ofiolíticos (tomado de Iturralde-Vinent, 1996).
El Cinturón Plegado Cubano tuvo su origen vinculado con
los procesos de convergencia que se desarrollaron en el Caribe desde comienzos
del Cretácico. Hasta el Cretácico Superior se desarrolló conjuntamente con el
Cinturón Plegado de las Antillas Mayores, cuando posiblemente comenzó el
proceso de colisión entre las secuencias pertenecientes a los terrenos Pinos y
Escambray? con el Arco Volcánico AlbianoCampaniano cuando inició la extinción
de la actividad volcánica. A partir de la apertura de la Cuenca de Yucatán la
evolución del Cinturón Plegado Cubano fue diferente a la del resto de las
Grandes Antillas, inclusive Cuba Oriental (García-Casco et al., 2001).
En las secuencias representativas de este período, en Cuba
se registra una fuerte actividad de convergencia tectónica responsable de
sobrecorrimientos (IturraldeVinent, 1989, 1996, 1998) y el desarrollo de un
sistema de cuencas superpuestas (Blanco, 1999). El desarrollo de estas cuencas
se relaciona con el proceso de colisión y acreción del Cinturón Plegado Cubano
sobre el margen meridional pasivo de la Placa Norteamericana y generalmente se
interpreta en dos fases: una primera entre el Campaniano Superior -
Maastrichtiano - Daniano Inferior, en la que se desarrollaron depósitos que
cubrieron la mayor parte del Arco Volcánico Albiano - Campaniano extinto y se
caracteriza por rocas clásticas, calizas y margas con deformaciones moderadas,
y la segunda fase con semejantes litologías que se desarrolló del Daniano Superior
al Eoceno Superior (Iturralde-Vinent, 1994, 1996, 1998; Blanco, 1999). Estos
registros están conservados en cuencas en las que dominan areniscas,
conglomerados, margas y calizas arcillosas de ambientes marinos profundos y que
transicionan lateralmente a calizas de aguas someras. Los detritos de estas
cuencas, procedentes de la erosión del arco volcánico y de las ofiolitas, están
poco deformados (Iturralde-Vinent, 1996).
Estructuras como fallas normales, inversas o
transcurrencias (excluyéndose solo los sobrecorrimientos) existen en toda el
área y presentan rumbos predominantes NE-SO, prácticamente perpendiculares al
rumbo de emplazamiento del Cinturón Plegado Cubano (FIGURA 3). Estas
estructuras afectan sobre todo el substrato plegado, aunque en menor medida
pueden aparecer reactivadas en la Neoplataforma (Giunta et al., 2003; Schenk et
al., 2005).
FIGURA 3. Esquemas de las estructuras disyuntivas reportadas en el área de
estudio a partir de mapeos. A. Estructuras descritas como fallas
(directas, inversas y transcurrentes). B. Estructuras descritas como
sobrecorrimientos (tomados de Cruz-Orosa et
al., 2005).
El Caribe presenta una gran diversidad geológica
relacionada con una evolución tectosedimentaria multiepisódica, que aún en
muchos aspectos genéticos es objeto de discusión. La placa del Caribe se mueve
hacia el este con respecto a las placas Norteamericana
y Suramericana, con una velocidad de 1 a 2 cm/año (Mann, 1999; Lundgre y Russo,
1996). Los modelos propuestos para explicar el origen y evolución de la placa
caribeña se focalizan en el origen de la litosfera oceánica que hoy conforma la
Placa del Caribe, pues este aspecto es explicado bajo hipótesis diferentes.
La hipótesis del Caribe Autóctono plantea la generación
de la litosfera oceánica del Caribe entre las placas Norteamericana
y Suramericana luego de la ruptura de Pangea (Iturralde-Vinent, 1994, 1996;
Meschede y Frisch, 1998; Giunta et al., 2003; James, 2006, 2009). Estos modelos
“Autóctonos” asumen un origen atlántico para la Placa del Caribe, por lo que
pueden caracterizarse como estáticos, pues la cinemática de las placas
adyacentes (Norteamericana, Suramericana y Farallón) controlaría sus márgenes
(Lázaro-Calisalvo, 2004). Los límites septentrional y meridional tendrían
componente transcurrentes, mientras que hacia el oriente y occidente serían
como los actuales, zonas de subducción donde se consumirían litósferas
oceánicas del Atlántico y del Pacífico respectivamente.
La hipótesis del Caribe Alóctono propone un origen
pacífico de la litosfera caribeña (Lapierre et al., 1997; Iturralde-Vinent,
1998; Mann, 1999; Kerr et al., 1999). Según este grupo de modelos, la
divergencia mesozoica entre Norteamérica y Sudamérica creó una cuenca oceánica
interamericana identificada como el Protocaribe (de origen atlántico).
Actualmente, estos elementos están desaparecidos por subducción bajo la placa
del Caribe, cuyo origen Jurásico se situaría en el Pacífico (Placa Farallón).
Los modelos que proponen desde la década de los 80`s e inicio de los 90`s sobre
el origen pacífico de la Placa del Caribe fueron extensamente aceptados, con el
predominio de algunos que hoy en día ya pueden considerarse como clásicos
(Pindell y Dewey, 1982; Pindell, 1994; Ross y Scotese, 1988; Pindell y Barret,
1990).
Sin embargo, durante la segunda mitad de los 90`s, se
realizaron trabajos que evidenciaron incompatibilidad de los modelos existentes
con la constitución geológica de Cuba (Iturralde-Vinent, 1994, 1996; Proenza,
1998; Blanco, 1999) y un número importante de investigaciones que han
contribuido a aumentar el grado de conocimiento geológico de Cuba y de la
región del Caribe (James, 2006, 2009). Como resultado de estos avances se logró
la creación de modelos bastante completos que han resuelto una buena parte de
las contradicciones antes referidas y han logrado integrar las particularidades
geológicas de Cuba con los modelos evolutivos del Caribe (Iturralde-Vinent,
1998; Kerr et al., 1999).
Los sobrecorrimientos característicos de la
conformación regional de Cuba describen rumbos predominantes NOSE, asociadas al
Sistema Cubano que tiene su origen relacionado con los procesos de colisión y
acreción del Cinturón Plegado Cubano sobre el margen meridional de la Placa
Norteamericana (Iturralde-Vinent, 1996). Estas estructuras aparecen
fundamentalmente hacia el margen septentrional de la isla, donde afloran las
secuencias de la Plataforma de Bahamas y del Complejo Ofiolítico
(Iturralde-Vinent, 1998).
La dirección de la colisión y emplazamiento del
Cinturón Plegado Cubano sobre el margen norteamericano fue sub-latitudinal, de
sur a norte. El movimiento y avance del frente de colisión fue diferenciado
según bloques que fueron separados entre sí por un sistema de fallas rumbo
deslizantes de dirección predominante SW-NE (FIGURA 3), que permitieron la
rotación y reacomodo horizontal y vertical de los bloques según las
proporciones del avance generado, la forma y dimensiones de las estructuras
preexistentes en el margen de la Placa Norteamericana.
LOS
COMPLEJOS OFIOLÍTICOS DE CUBA
En
Cuba las rocas máfico-ultramáficas son muy abundantes y juegan un papel
fundamental en la constitución geológica del territorio. Las ofiolitas se
presentan discontinuamente en la mitad septentrional de la isla en decenas de
afloramientos desde Cajálbana (Pinar del Río), al occidente, hasta Baracoa la
provincia de Holguín (zona oriental) con una extensión de unos 1000 km de largo
y varias decenas de km de ancho (FIGURA 4). En general, presentan una
estructura muy compleja relacionada con las secuencias volcánicas y del margen norteamericano originada por el emplazamiento tectónico
de obducción desde el Cretácico tardío al Eoceno tardío (Pszczolkowski, 1999;
Iturralde-Vinent et al., 2016). Exhiben deformaciones muy variadas en
superficie tanto como fajas estrechas muy deformadas dúctil y frágilmente
(FIGURA 5), o bien como mantos o escamas tectónicas con diversas potencias deca
a hectométricas. En la región de Las Villas se reconocen fajas estrechas que
aparecen en los planos de las fallas que limitan las zonas plegadas del norte,
así como entre planos de fallas inversas; mientras que en Camagüey aparecen
conformando mantos tectónicos con su estructura interna bastante bien
preservada (IturraldeVinent, 1998). En estos sectores sobreyacen las secuencias
de la Plataforma de Bahamas y cubiertas de la misma forma por las rocas
volcánicas del Cretácico (Iturralde-Vinent, 1998).
FIGURA 4. Principales afloramientos de las rocas máfico-ultramáficas de Cuba
(tomado de Iturralde-Vinent et al.,
2016).
El origen de estas rocas se supone relacionado con el
desarrollo de una zona de retroarco marginal, contemporánea con la actividad
volcánica del Cretácico (Iturralde-Vinent, 1996, 1998; Proenza, 1998; Blanco,
1999). Sin embargo, las dataciones K-Ar que han sido realizadas le infieren
edades que oscilan entre 50 y 160 Ma (Iturralde-Vinent, 1998) que confirman las
dificultades en sus correlaciones. Por lo tanto, el emplazamiento de estas
rocas se estima que comenzó a finales del Cretácico tardío (Campaniano -
Maastrichtiano) y concluyen con los principales movimientos durante el Eoceno
tardío coetáneamente con el proceso de colisión y acreción del Cinturón Plegado
Cubano sobre el margen meridional pasivo de la Placa Norteamericana (Blanco,
1999). Aun así, la edad del emplazamiento de las ofiolitas es un problema mucho
más complejo y pendiente de resolver a nivel de detalle, por cuanto sólo se
puede precisar a partir de las relaciones estructurales observadas en el campo.
Según Millán (1996)
dentro de estas ofiolitas se incluyen harzburgitas y dunitas serpentinizadas
(FIGURA 5), gabros bandeados e isotrópicos, basaltos y hialoclastitas (basaltos
tholeíticos y de retroarco, localmente con composiciones boniníticas)
superpuestas por sedimentos oceánicos del Jurásico tardío (Tithoniano) a
Cretácico tardío (Coniaciano y más joven). Los diques estratificados y los
gabros isotrópicos son raros (Iturralde-Vinent, 1996). Los datos petrológicos,
geoquímicos y geocronológicos disponibles sugieren que las ofiolitas cubanas
tienen origen de tipos tanto de dorsales medio oceánicas como de zonas de
supra-subducción. Sin embargo, la ocurrencia generalizada en las ofiolitas de
peridotitas del manto muy refractarias así como rocas extrusivas con
características geoquímicas de arcos de isla indica que los protolitos de la
mayoría de los ofiolitas cubanas se formaron sobre una zona de subducción tanto
de antearco y retroarco (Kerr et al., 1999; Proenza et al., 2006;
Marchesi et al., 2007; Lázaro et al., 2015).
FIGURA
5.
Fotografías de algunos ejemplos de afloramientos de ofiolitas serpentinizadas. A. Vista general de serpentinitas
planos discontinuos variablemente alterados de una cantera de serpentinita
cercana al Campo Martin Mesa (véase localización en FIGURA 1). B. Detalle del anterior. C. Serpentinitas fracturadas en Cantera
Guanabacoa. D. Bloques de
serpentinitas limitados por fallamientos cataclásticos de una cantera cercana
al Campo Martin Mesa. E.
Serpentinitas muy fracturadas y con variables grados de alteración. F. Detalle de manifestaciones de
petróleo fluyentes en serpentinitas cataclizadas.
Durante la subducción y la obducción sufrida por Cuba,
las ofiolitas fueron desmembradas donde bloques exóticas fallados de la placa
Norteamericana y de los arcos cretácicos se incorporaron dentro de los cuerpos
ofiolíticos deformados. Estas rocas se encuentran emplazadas a lo largo del
territorio cubano, conformando un amplio cinturón que debe su origen a una
corteza oceánica, compuesta por serpentinitas, gabros, diabasas, basaltos,
conocidos como complejo ofiolítico (FIGURA 5). Según Iturralde-Vinent (1996),
un concepto novedoso aplicado a las asociaciones máfico-ultramáficas de Cuba,
es la distinción de las mélanges serpentiníticas con bloques de metamorfitas de
alta presión, característica de los canales de subducción. De este modo, fajas
asociadas de mélanges relacionadas con la subducción contienen bloques de alta
presión (alto-P) constituidos por eclogitas, anfibolitas, esquistos azules y
rocas de facies de alta presión de esquistos verdes y jadeíta en una matriz
serpentinítica. Estas mélanges se formaron en una zona de subducción desde 120
Ma hasta el Cretácico tardío (65 Ma). Mélanges similares con los bloques de
altapresión ocurren como olistolitos dentro de la cuenca de antepaís y como
láminas tectónicas dentro del Complejo Escambray (García-Casco et al., 2001;
Blanco-Quintero et al., 2011; Cárdenas-Párraga et al., 2012).
LOS
RESERVORIOS OFIOLÍTICOS DE CUBA
En Cuba existen importantes objetivos de
interés petrolero costa adentro y costa afuera cercana asociados con litologías
ofiolíticas, a pesar de consistir en yacimientos volumétricamente pequeños
(Valladares-Amaro et al.,
1996). Schenk et al. (2005)
estimaron promedios totales de unos 4,6 billones de barriles de petróleo (BBP),
un promedio de 9,8 trillones de pies cúbicos (TPC) de gas natural (8,6 TPC de
gas asociado-disuelto y 1,2 TPC de gas no asociado), y un promedio total de 0,9
billón de barriles de líquidos de gas natural en las tres regiones actuales
productoras de Cuba. Del promedio de 4,6 BBP, alrededor de 0,49 BBP se
encuentra en la región del Cinturón Plegado del margen Septentrional de Cuba
(FIGURA 6).
FIGURA 6. Campos, prospectos y leads identificados en la Faja
hidrocarburifera Septentrional de Cuba. 1. Bocas del Jaruco Norte
(brechas). 2. Bocas del Jaruco Norte Veloz. 3. Santa Cruz Este. 4.
Santa Cruz Norte. Línea de puntos: indica un límite horizontal hacia el
norte a 500 m desde la costa. En azul: prospectos identificados cercanos a la
costa. En rojo: sectores exploratorios medianamente alejados de la costa. En
amarillo: leads más alejados de
la costa. Las líneas divergentes indican la proyección de los pozos de
producción y/o exploración originados desde la costa (tomado de Cubapetróleo,
2002).
En Cuba, donde el 98% de la producción nacional de
hidrocarburos procede de yacimientos carbonáticos con fracturación natural de
crudos pesados y muy pesados (entre 9º y 16º API), el coeficiente de extracción
de los recursos petroleros no pasa del 7 - 9%, quedándose más del 90 % del
petróleo en el subsuelo dentro del yacimiento (tomado de Unión Cuba-Petróleo,
Cubapetróleo, 2002).
Los cuerpos de ofiolitas a pesar de no ser
tradicionalmente reservorios convencionales por la ausencia de porosidad y
permeabilidad primarias significativas presentan en Cuba acumulaciones
considerables de petróleo por varias razones, entre las que se destacan:
a) La
presencia de fallamientos que sirvieron de vías para la migración de los
hidrocarburos desde las cocinas constituidas por carbonatos del margen
continental infrayacente.
b) Su
cercanía a los bordes frontales principales del cabalgamiento o a los bordes
intramantos.
c) A
la no existencia en cantidades substantivas de materiales secundarios (cementos
y/o matriz) que ocluyan los espacios porosos efectivos.
Valladares (1985) describe en los yacimientos cubanos
emplazados en ofiolitas las propiedades petrofísicas de los siguientes 4
litotipos:
•
Litotipo 1: Serpentinitas fracturadas, con
reservorios de tipo fracturado con valores promedio de porosidad de 5,6%
(determinada en testigo) hasta 8,0% (medida por carotaje) aunque los valores
promedios solo llegan a 1,1% y las permeabilidades varían entre 0,001 a 21,4
mD.
•
Litotipo 2: Cataclasitas de serpentinitas,
peridotitas, gabros y diabasas, determinantes de reservorios de tipo poroso o
poroso-fracturado cuya porosidad medida en testigos es entre 0,2 – 3,3 % y por
registros hasta 9,0% y permeabilidades entre 0,001 – 290 mD (como promedio
7,370 mD).
•
Litotipo 3: Serpentinitas alteradas
(hidratadas), las que adquieren propiedades semejantes a las arcillas, por lo
que constituyen sellos locales.
•
Litotipo 4: Peridotitas, gabros y diabasas
fracturada con reservorios de tipo fracturado poroso – fracturado (este último
por lixiviación del olivino en gabros olivínicos). Las determinaciones
petrofísicas muestran una porosidad por núcleo de 0,12 – 10,6 % (promedio
3,63%) y por registros de hasta 8,0%.
Se señala que aunque los litotipos 1, 2 y 4 poseen
propiedades satisfactorias para constituir reservorios, las mayores
producciones de hidrocarburos se relacionan con el litotipo 2.
Como las ofiolitas se encuentra en varios yacimientos,
sus características como reservorio se han descrito atendiéndose a su ubicación
geológica y geográfica dentro del sector norte de la provincia hidrocarburífera
y sus morfologías tectónicas las que se resumen a continuación:
a) Yacimientos
cercanos al borde frontal principal de los cabalgamientos, sobre los carbonatos
del margen continental, donde se ubican las principales acumulaciones en la
provincia petrolífera Septentrional de Cuba, por ejemplo los yacimientos Boca
de Jaruco, Cantel, Camarioca, con porosidades entre 9 y 10,5 % (FIGURA 7).
FIGURA 7. Modelo geológico
exploratorio para el sector noroccidental del Bloque Tarara-Boca de Jaruco
donde se muestran escamas tectónicas de ofiolitas imbricadas dentro de
carbonatitas (tomado de Álvarez, 1990).
b) Yacimientos cercanos a los
bordes intramantos, que se ubican al centro y sur del sector, con espesores de
hasta 1 km. Sirven de ejemplo las áreas de Bacuranao, Cruz Verde, Brisas,
Jarahueca, Motembo, donde los valores de porosidad
alcanzan 5,6% y una permeabilidad que oscila entre 0,001 a 2,1 mD (FIGURA 8).
FIGURA 8. Secciones esquemáticas sin escalas de yacimientos de hidrocarburos
asociados con ofiolitas (véanse localizaciones en FIGURA 1). Izquierda: Manto de la UTE Placetas
con sellos locales del Cretácico Tardío y serpentinitas alteradas. Centro: Bloque Este del Yacimiento
Boca de Jaruco donde las serpentinitas alteradas sirven de sello. Derecha: Yacimiento Guanabo.
Las serpentinitas
encontradas en los pozos se diferencian facialmente de otras litologías, ya que
se agrupan fuera de los rangos permisibles de las litologías convencionales.
Así en los cortes se destacan intervalos con litologías mezcladas, formando
conglomerados en otros casos son paquetes de rocas compactas (con alta
resistividad) y en terceros casos son serpentinitas trituradas o blandas (baja
resistividad), determinándose en cada una su correspondiente dependencia con la
porosidad (FIGURA 9).
FIGURA 9. Secciones esquemáticas sin escalas de yacimientos de hidrocarburos asociados con ofiolitas (véanse localizaciones en FIGURA 1). Izquierda: Campo Cruz Verde, Bacuranao y Santa María donde las acumulaciones de hidrocarburos están aisladas dentro de volúmenes de ofiolitas. Derecha: Campos Cantel y Varadero donde las acumulaciones de petróleo se disponen en ofiolitas y carbonatos suprayacidos por sedimentitas.
Según Castro (2017), los sectores de serpentinitas
compactas con porosidad cero asociados a volúmenes con características de
reservorios pueden ser considerados en general como sellos. Mientras que las de
tipo fracturado se asocian al reservorio y presentan una mayor resistividad
(<500 ohm/m), con una densidad semejante a las compactas (~2,6609 g/cm3).
Resultados de las investigaciones petrofísicas realizadas por Castro (op. cit)
indican que en rocas densas los rangos de porosidad van desde casi cero, hasta
mayores de 20% y las porosidades más bajas resultan mejoradas por el incremento
de la permeabilidad; en tanto que en las fracturadas los valores de porosidad
se muestran entre 12 y 35 %, pero a pesar de su alta porosidad la roca es
prácticamente impermeable.
Valladares-Amaro et al. (1996) han establecido que el
desarrollo de las vías colectoras, los procesos de migración de hidrocarburos
desde las rocas carbonatadas y la presencia de sellos en la secuencia
ofiolítica, están relacionados con los movimientos ocurridos desde el
Maastrichtiano Temprano, en el Eoceno Inferior y hasta la neotectónica Neógena.
En los últimos años, en varios pozos de la región de La
Habana se corrieron registros de imágenes FMI, cuyas interpretaciones
permitieron identificar varios sistemas de fracturas naturales, que evidencian
los efectos de la fuerte actividad tectónica a la que fueron sometidas estas
rocas. En este sentido, Brey y Castro (2005) señalan que en todos los casos se
observan: a) fracturas conductivas, que podían estas abiertas y favorecer el
movimiento o almacenamiento de fluidos, b) fracturas parcialmente abiertas y c)
fracturas cerradas por cementación, bien sea por sílice o por carbonato.
El estilo
estructural general de los campos con producción en ofiolitas es de tipo
imbricado donde láminas o escamas de esta naturaleza se interdigitan
tectónicamente con las secuencias carbonáticas conformando paquetes de
secuencias multicomposicionales magmáticas y sedimentarias. Los hidrocarburos
se encuentran particularmente en sectores cuspidales de láminas que ofrecen
sectores discretos con buenas características de reservorios limitadas a su vez
por serpentinitas que les hacen de sellos (FIGURA
10).
FIGURA 10. Modelo geológico esquematizado para la región más occidental de
Cuba (tomado de Sosa-Meizoso y López-Riviera, 2007).
La Faja Hidrocarburífica Septentrional de Cuba se
extiende incluso hacia el mar donde es posible todavía reconocer estructuras
que tienen relaciones espaciales diacrónicas con secuencias carbonatadas. De
acuerdo con modelos geológicos exploratorios en desarrollo se demuestra que
existen mantos de ofiolitas sobrecorridos que presentan sus mejores propiedades
como reservorio en las partes de los bordes frontales. Dada la constitución tan
complicada de las secciones relacionadas con estos objetivos, se plantean tipos
de trampas complejas, en la que intervienen aspectos estructurales y
litológicos muy variables.
Un
modelo estructural a partir de información de superficie y subsuelo compatible
con el marco regional del norte de la placa Caribe asociado con un escenario
transcurrente senestral sobre la margen septentrional de Cuba puede ajustarse
mejor con la evolución tectónica de esta porción caribeña De este modo, se
incorporan a las estructuras tradicionalmente interpretadas otras que exhiben
típicos rasgos de flores transpresivas (Sylvester, 1988) a partir de
inversiones de fallamientos normales dispuestas subparalelamente al margen
isleño (FIGURA 11).
FIGURA 11. Ejemplo de la estructuración de la Faja Septentrional
hidrocarburífera de Cuba a partir de una sección sísmica 2D dispuesta
aproximadamente NS a partir de la costa al Oeste de La Habana (línea amarilla
en el inserto). Trazos azules: fallamientos extensionales tempranos. Trazos
negros: fallamientos inversos tardíos. Trazos naranja: fallamientos
originalmente extensionales y luego invertidos por transpresión.
CONCLUSIONES
En Cuba las rocas ofiolíticas son muy abundantes y
juegan un papel fundamental en la constitución geológica del territorio. Estas
rocas se encuentran conformando un amplio cinturón de unos 200 km de largo que
deben su origen a una corteza oceánica, compuesta por serpentinitas, gabros,
diabasas y basaltos, conocidos como
complejo ofiolítico.
Las ofiolitas se presentan en decenas de afloramientos
desde la provincia occidental de Pinar del Río hasta la provincia oriental de
Holguín con deformaciones muy variadas, lo que erróneamente en ocasiones sirvió
para pensar que estos extensos cuerpos reflejaban las características de sus
homólogos en profundidad. Pero debido a la acción de múltiples eventos
tectónicos que las emplazaron sobre el margen continental conjuntamente con
carbonatos mesozoicos durante la orogenia cubana desde el Cretácico tardío al
Eoceno medio, adquirieron características petrofísicas adecuadas de porosidades
y permeabilidades secundarias.
Aunque las litologías ofiolíticas de la Faja Septentrional
de Cuba sostienen una serie de campos hidrocarburíferos, no se consideran un
objetivo de primera prioridad por su variabilidad en las propiedades del
reservorio, pero como se encuentran a poca profundidad (generalmente entre 500
– 800 m), su explotación resulta rentable económicamente. Si bien son
explotados por su accesibilidad, suelen tener producciones medias por pozo que
pueden rondar de los 1200 a los 4000 BOD y reservas de 30-50 MMBO. Estos
cuerpos de rocas presentan acumulaciones de petróleo por varias razones, entre
las que se destacan: i) la existencia de fallas postorogénicas que sirvieron de
vía para la migración de los hidrocarburos desde los carbonatos del margen
continental infrayacentes, ii) la cercanía a los bordes frontales principales
del cabalgamiento o a los bordes intramantos y iii) la ausencia del materiales
secundarios que ocluyan los espacios porosos efectivos.
La Faja Hidrocarburífera Septentrional de Cuba brinda
un excelente ejemplo de yacimientos productores emplazados en litologías
ofiolíticas no convencionales que pueden asociarse con las típicas de márgenes
continentales acrecionales como los presentes en el Pacifico de Sudamérica. De
este modo, se constituye en un posible análogo válido para áreas sometidas a
exploración vinculadas con márgenes continentales convergentes como los
existentes en los confines pacíficos Sudamericanos de Colombia, Ecuador, Perú y
Chile.
AGRADECIMIENTOS
Deseamos agradecer al recordado colega y amigo Carlos
Sosa Meisozo por sus valiosos y desinteresados comentarios compartidos sobre la
evolución estructural de Cuba. Los arbitrajes de los doctores Oscar
López-Gamundí y Gerardo Veroslavsky mejoraron notablemente la claridad del
trabajo.
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Forma
de citar: Rossello, E.A., y García-Sánchez, R. 2017. Trampas no
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