Resumen: Shale Gas & Oil de la Cuenca Precordillera

Potencial Shale Gas & Shale Oil del Ordovícico medio a superior de
la Cuenca Precordillera, Argentina:
Analogías entre la F. Utica (Cuenca Apalachiana de U.S.A. y Canadá) y las Fs.
Gualcamayo, Las Vacas y Las Plantas (Cuenca Precordillera de Argentina)
JULIO DE 2012 – Resumen para Divulgación

POTENCIAL SHALE GAS & SHALE OIL DE LA CUENCA PRECORDILLERA
Resumen para divulgación
Potencial Shale Gas & Shale Oil del Ordovícico medio a
superior de la Cuenca Precordillera, Argentina:
Analogías entre la F. Utica (Cuenca Apalachiana de U.S.A. y Canadá)
y las Fs. Gualcamayo, Las Vacas y Las Plantas (Cuenca Precordillera
de Argentina)
Miguel Ángel Pérez (miguelp@artemap.com.ar)
Verónica Bagur Delpiano (veronicab@artemap.com.ar)
… unconventional gas is as “natural gas that cannot be produced at economic flow rates
nor in economic volumes of natural gas unless the well is stimulated by a large hydraulic
fracture treatment, a horizontal wellbore, or by using multilateral wellbores or some other
technique to expose more of the reservoir to the wellbore.”
Unconventional Gas Reservoirs—Tight Gas, Coal Seams, and Shales.
Team leader: Stephen A. Holditch
Many exploration and production programs are based on analogy with known successful
plays. For example, the 1981 Barnett discovery well was tested only because of its
encouraging well-log charactercompared to the Devonian Shale play of the Appalachian
Basin.
(Steward, 2007 in Bruner and Smosna, 2011).
Introducción
Las áreas “Jáchal” y “Niquivil” en la Cuenca Precordillera (Argentina), fueron estudiadas y
muestreadas en un proyecto exploratorio llevado a cabo por OIL m&s desde el año 2006 a
mediados de 2011. A partir de estudios y muestreos de detalle geológicos, geoquímicos y
geofísicos se determinó que los intervalos pelíticos del Ordovícico medio a superior
poseen buen potencial oleogenético, a la vez que se hallaron manifestaciones de petróleo
seco en superficie asociadas a esa roca madre, y el mismo intervalo (de más de 300 m -
1000 pies- de espesor), brindó buenos shows de gas húmedo y seco al ser atravesado en
una perforación exploratoria.
El Ordovícico medio a superior de la Cuenca Precordillera es un equivalente sincrónico y
posiblemente paleogeográfico de la F. Utica y equivalentes, de la Cuenca Apalachiana de
U.S.A. y Canadá. Esos intervalos estratigráficos son roca madre de los sistemas
petroleros paleozoicos productivos del Este de Norteamérica. La F. Gualcamayo, de la
Cuenca Precordillera, posee características similares a ellos no sólo en cuanto a sus
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facies sedimentarias y contenido fosilífero, sino también por la cantidad, tipo y calidad de
materia orgánica que porta.
La F. Utica ha demostrado poseer gran importancia en los estados del Este Apalachiano
en U.S.A. y en Canadá, como play No Convencional de Gas y Petróleo y, dadas las
características estudiadas en las Áreas Jáchal y Niquivil, es probable que su equivalente
en la Cuenca Precordillera también la tenga. En este resumen, parte de un informe
técnico detallado sobre el tema, se reportan algunos datos comparativos de ese intervalo
del Ordovícico medio y su equivalente de la Cuenca Precordillera.
Cuenca Precordillera
La Cuenca Precordillera se localiza en el Centro Oeste de Argentina y ocupa parte de las
provincias de Mendoza, San Juan y La Rioja. En su configuración participan cuencas
sedimentarias de distintas edades pero su basamento y los terrenos del paleozoico
inferior con que se inicia son considerados un terreno alóctono, adosado al margen
continental del Paleocontinente Gondwana durante el Paleozoico inferior. Su origen
probablemente esté ligado al Paleocontinente Laurentia, desde el cual provendría, como
un desprendimiento del sector que actualmente ocupa el borde oriental de América del
Norte. Hasta tiempos del Ordovícico medio a superior su historia geológica puede haber
sido común a la de la Cuenca Apalachiana de U.S.A. y Canadá, de acuerdo a los
conocimientos actuales. En el Este de U.S.A. y Canadá se han desarrollado cuencas
sedimentarias consideradas análogas, que poseen grandes yacimientos de petróleo y gas
a partir de condiciones geológicas y geoquímicas muy similares a las que se hallan en las
áreas exploratorias “Jáchal” y “Niquivil”.
Figura 1: sección geológica regional esquemática a través de la Cuenca Precordillera, en el sector de
las Áreas Exploratorias "Jáchal" y "Niquivil".
En la configuración regional de la Cuenca Precordillera se distinguen tres ámbitos
geológicos diferenciados de acuerdo a la evolución estratigráfica y estructural. De Oeste a
Este los ámbitos se denominan Precordillera Occidental, Precordillera Central, y
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Precordillera Oriental. En la zona de exploración se desarrolla, entre las
nombradas, una Zona Triangular de piel gruesa. (Figura 1) ).
dos últimas
El ámbito de Precordillera
Occidental forma parte de una faja corrida y plegada de piel
fina dominada
por
sobrecorrimientos
de
vergencia
oriental
cuyos
planos de despegue
se
emplazan
principalmente
en estratos clásticos
Ordovícicos, originados
en
ambiente marino profundo,
que se hallan
muy
deformados
y poseen
metamorfismo
de bajo
grado.
Figura 2: : Sección
estratigráfica general de
Cuenca Precordillera en
la
el
sector
de las Áreas
Exploratorias
"Niquivil".
"Jáchal" y
La Precordillera
Central es
la continuación
de la misma
faja corrida y plegada con
sobrecorrimientos
y
pliegues que poseen igual
vergencia dominante, pero
los planos de
despegue
exponen terrenos Cambro-
ordovícicos de una gran
plataforma
calcárea.
La
deformación del paleozoico
inferior sobre los estratos
del Ordovícico, Silúrico y
Devónico,
es
también
fuertee
paraa
algunas
unidades, y los estratos del Paleozoico superior (Carbonífero y Pérmico), el Mesozoico
alto (Cretácico superior), y el Cenozoico se hallan relativamente más representados que
en la anterior a escala de afloramientos.
3 MAP PaS – 20122 Miguel Ángel Pérez y Asociados

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El ámbito de Precordillera Oriental es también una faja plegada que se diferencia de los
dos restantes por la vergencia de la deformación, que es dominante hacia el Oeste, y
porque en la deformación participa el basamento cristalino (FPC de piel gruesa). En este
ámbito las unidades del paleozoico se adelgazan en el subsuelo, y sobre ellas y el
basamento se acumuló el grueso de la depositación del Sistema de Cuencas de Antepaís
desarrolladas durante la Orogenia Andina (Paleoceno-Mioceno), y en su cobertura
dominan los estratos del Terciario continental, que constituyen una espesa columna
deformada en amplios sinclinorios y anticlinorios.
En la zona de las áreas exploratorias “Jáchal” y “Niquivil” la interacción de estos dos
sistemas de deformación de vergencia opuesta, delimitan una “Zona triangular de piel
gruesa”, poco conocida en subsuelo, en su mayor parte hundida. (Figura 1).
La Cuenca Precordillera es calificada como Continental, No Productiva. Hasta el año
2006 en que OIL m&s S. A. inició las actividades exploratorias en la zona, la búsqueda de
hidrocarburos se había centrado preferentemente en el ámbito de Precordillera Oriental,
donde se perforaron algunas estructuras en estratos del Terciario. OIL m&s S.A.
desarrolló un proyecto exploratorio con el cual se profundizaron los estudios en la región y
se determinaron sectores de interés asociados a la geología de Precordillera Central,
dominada por estratos Paleozoicos. Por primera vez se realizaron estudios sistemáticos
de superficie para la búsqueda de hidrocarburos que posibilitaron relevamientos
geológicos de detalle, muestreo geoquímico de rocas en afloramientos y subsuelo y de
gases en superficie, registración sísmica 2D y la perforación de un pozo exploratorio
profundo.
Áreas Exploratorias “Jáchal” y “Niquivil”
Las áreas exploratorias “Jáchal” y “Niquivil” se ubican en el Noreste de la Provincia de
San Juan, en terrenos de la Cuenca Precordillera, mayormente en los ámbitos de
Precordillera Central y Oriental, y sobre la Zona Triangular.
Ambas áreas cubren en total una superficie de 8.580 km 2 ( 2.120.160 acres), de los
cuales 4.980 km 2 (1.230.580 acres) corresponden al área exploratoria “Jáchal”, y 3.600
km 2 (889.576 acres) al área exploratoria “Niquivil”.
Las dos áreas se hallan aún poco exploradas en relación a su potencial. Si bien se ha
encontrado petróleo en superficie y shows de petróleo y gas en perforaciones, en ninguna
de ellas se han hallado yacimientos comerciales de hidrocarburos y ambas se consideran
de Frontera Exploratoria, y por lo tanto de Alto Riesgo Exploratorio.
En el pasado todos los esfuerzos exploratorios sobre estas áreas fueron dirigidos hacia la
cuenca de antepaís terciaria, que cuenta con grandes estructuras plegadas en superficie.
Entre 1969 y 1973 la zona que ahora cubren las áreas exploratorias "Jáchal" y "Niquivil",
fueron exploradas por las compañías Cities Service y Shell, quienes realizaron algunos
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estudios y perforaron cuatro pozos en terrenos del terciario, en los cuales se reportaron
rastros secos de petróleo. En la década de 1970 la exploración continuó a través de la
compañía YPF, que registró sísmica 2D y perforó dos pozos en los mismos terrenos del
terciario de antepaís. En 1985 los trabajos exploratorios en la región fueron retomados
por la compañía Cordex que registró sísmica 2D y perforó dos pozos cortos, también en
terrenos del terciario orogénico.
Entre los años 2006 y 2011 la compañía OIL m&s desarrolló un plan exploratorio en
ambas áreas, con énfasis en los terrenos paleozoicos de la Precordillera Central. En este
período se hicieron estudios regionales y de detalle geológico, geofísico y geoquímico. Se
definieron las potenciales rocas madre. Se hallaron manifestaciones de petróleo en
superficie y se realizaron correlaciones geoquímicas que permitieron establecer las
primeras relaciones genéticas roca – petróleo, y establecer un sistema Petrolero
hipotético. Se intervino y ensayó un pozo exploratorio con rastros de la compañía Cities
Service (1971). Los ensayos culminaron con la entrada de una cantidad limitada de
petróleo liviano.
Figura 3: Diagrama comparativo de potencial
de generación para muestras del Ordovícico
medio de la Cuenca Precordillera y de otras
cuencas productivas del mundo.
Se definieron los Sectores de Interés
Exploratorio Primario, y en uno de ellos
ubicado en Precordillera Central se
realizaron estudios de detalle de geología,
geoquímica de superficie (Microbios y
Gases adsorbidos en suelos que
demostraron la generación de gas
termogénico y anomalías microbianas),
registración sísmica 2D y un pozo
exploratorio profundo que atravesó
parcialmente la columna paleozoica y tuvo
importantes shows de gas húmedo y seco,
y abundantes rastros de petróleo seco.
Formaciones Gualcamayo, Las Vacas y Las Plantas (Or medio a superior)
En los trabajos realizados hasta la fecha en el proyecto exploratorio de las Áreas "Jáchal"
y "Niquivil" en la Cuenca Precordillera, se determinó que las mejores condiciones
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oleogenéticas debían esperarse de las pelitas y calizas del Ordovícico medio a superior;
F. Gualcamayo y Fs. Las Vacas y Las Plantas. (Figura 2)
Los estudios y el muestreo específicos permitieron determinar la existencia de un Sistema
Petrolero activo en la zona y correlacionar petróleo hallado en afloramientos con la roca
madre potencial ordovícica.
Las formaciones del Ordovícico medio a superior de la Cuenca Precordillera fueron
evaluadas con más de 400 muestras. Poseen tenores de COT que van desde 1% a 5%,
con promedios de alrededor de 1,3% en poblaciones “crudas” de muestras. El promedio
es coincidente con el que poseen las rocas madres ordovícicas de cuencas productivas a
nivel mundial.
Las rocas evaluadas del Ordovícico medio a superior de la Cuenca Precordillera son de
origen Marino, poseen Materia orgánica principalmente amorfa, fina, diseminada y
contienen dominio de Kerógeno Tipo II con variaciones muy subordinadas a Tipo III. Se
hallan en diferentes grados de madurez según la posición que tengan dentro de la cuenca
de acuerdo a patrones de tendencia
regional que han sido determinados.
Figura 4: Diagrama comparativo de Índice de
Productividad para muestras del Ordovícico
medio de la Cuenca Precordillera y de otras
cuencas productivas del mundo.
Las condiciones oleogenéticas del
intervalo Ordovícico medio a superior de
la Cuenca Precordillera han sido
comparadas con las de rocas de la
misma edad y cualidades de cuencas
productivas de U.S.A., Canadá, China y
Australia. Los sets de datos han sido
graficados y comparados en el informe, y
los patrones obtenidos resultan similares
y equivalentes. (Figuras 3 y 4).
En el estado actual del proyecto
exploratorio en la Cuenca Precordillera
sólo se ha perforado un pozo profundo
(3500 m -11400 pies). El intervalo del Ordovícico medio (Roca madre potencial del
Sistema Petrolero) atravesado en el pozo brindó importantes shows de gas húmedo y
seco. En afloramientos se han hallado manifestaciones de petróleo seco que destila.
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En el informe se evalúa la posibilidad de que el paquete Ordovícico medio a superior de la
Cuenca Precordillera (F. Gualcamayo, y Fs., Las Vacas y Las Plantas), en el ámbito de
las Áreas Exploratorias "Jáchal" y "Niquivil" conforme un play No Convencional de gas o
petróleo (Shale Gas y/o Shale Oil; baja permeabilidad y porosidad, baja presión relativa).
Analogías con la Cuenca Apalachiana
Por tratarse estas de áreas de frontera sin producción, la evaluación se basa en los datos
exploratorios de superficie y un pozo profundo perforado, y en analogías halladas en
prospectos exitosos en lutitas del paleozoico, con foco en la F. Utica (Utica Shale de la
Cuenca Apalachiana de U.S.A. y Canadá), que es de la misma edad, cualidades
oleogenéticas y condiciones
paleoambientales que los
depósitos de la Cuenca
Precordillera con la cual
probablemente compartieron
la paleogeografía.
Figura 5: Diagrama comparativo
de la relación Pristano –Fitano
para extractos de muestras del
Ordovícico medio de la Cuenca
Precordillera y de extractos y
petróleos de la F. Utica en la
Cuenca Apalachiana.
La F. Utica es muy similar a la F. Gualcamayo de la Cuenca Precordillera y viene siendo
explorada y explotada como No Convencional de gas y petróleo desde el año 2008, y los
plays desarrollados en ella en U.S.A. y Canadá se mantienen en los primeros planos de
interés desde el año 2010 con proyecciones de desarrollo industrial muy impactantes para
el futuro inmediato. (Figura 5).
Además de evaluar las condiciones del Ordovícico medio a superior de la Cuenca
Precordillera desde el punto de vista de potenciales plays No convencionales de gas y
petróleo se realiza una comparación detallada con las condiciones que han sido
reportadas para el Ordovícico medio a superior de la Cuenca Apalachiana tanto en U.S.A.
como en Canadá (Utica Shale y unidades equivalentes regionales). En la Tabla 1 se
sintetizan los principales datos en función del posible comportamiento como plays No
convencionales. (Nota: Af= muestras de afloramientos, Ct= muestras de cuttings, Cc=
muestras de coronas, S/D= sin datos).
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Tabla 1 Cuenca Precordillera Cuenca Apalachiana
Formación
Argentina U.S.A. Canadá
F. Gualcamayo (y Fs. Las
Vacas y Las Plantas)
(Af + Ct)
F. Utica y Equivalentes
[*] (Cc+Ct)
F. Utica y Equivalentes
(Af+Cc+Ct)
Origen Marino Marino Marino
Ordovícico medio a Ordovícico medio a
Edad Ordovícico medio a superior
superior
superior
Sección Inferior; lutitas
Sección Inferior pelítica
calcáreas con calizas,
clástica, Sección superior Lutitas negras y calizas
Litología
Sección Superior; Lutitas
pelítica y calizas micríticas micríticas intercaladas.
Calcáreas con pocas
intercaladas
calizas
COT 1,35% 1,44% 1,21%
Espesor 90 a >340 m 30 a >150 m 50 a 300 m
Fracturabilidad
S/D,
(Caliza/cuarzo/dolomía)
Caliza / cuarzo / dolomía Caliza / cuarzo / dolomía
Porosidad
S/D,
buena desde perfiles del pozo
4 a 12% 3 a 4%
Kerógeno Tipo II (III) Tipo II (III) Tipo II
S/D,
Barreras de
Fracturación variable y Fracturación variable y
Hay Zonas de fracturación
Fractura
Planos de corrimientos Planos de corrimientos
y Planos de corrimientos
Tabla 1: comparativa entre las principales características potenciales Shale oil y Shale gas de las
Formaciones Ordovícicas de la Cuenca Precordillera en las Áreas Exploratorias "Jáchal" y "Niquivil", y las
de la F. Utica de la Cuenca Apalachiana, en sectores productivos (U.S.A. y Canadá).
Estimación de recursos
La Cuenca Precordillera en el sector de las Áreas Exploratorias "Jáchal" y "Niquivil" se
halla deformada en dos Fajas corridas y plegadas y una Zona triangular. Por lo que se
conoce del subsuelo y del modelo geológico las formaciones del Ordovícico medio a
superior de interés se hallan en escamas repetidas y a profundidades variables de 800 a
los 5.000 mbbp (2.600 a 16.500 fbgl).
Se realizó una primera estimación volumétrica sencilla basada en la información existente
y en parte en parámetros conjeturales similares a los utilizados en plays del Ordovícico
medio a superior de la Cuenca Apalachiana y otros play Shale Gas de U.S.A., dado que
no existen pozos productivos en las áreas. Estos primeros cálculos, basados en analogías
y sobre parámetros conservadores, prevén que el potencial de gas recuperable en las
áreas exploratorias consideradas podría ser de entre 3 y 49 TCF con factores de
recuperación hipotéticos de entre 1 y 15%.
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Perspectivas exploratorias
La información obtenida en ambas áreas ha sido muy importante, ya que ha permitido
determinar la existencia de un sistema petrolero activo, pero aun resta mucho por realizar,
por lo que los trabajos exploratorios para las Áreas "Jáchal" y "Niquivil" están avanzados
pero todavía en curso.
Existen varios prospectos exploratorios diseñados a partir de los estudios que apuntan a
Reservorios Convencionales en los sectores de rocas paleozoicas aún no explorados (la
mayor parte de ambas áreas).
En el caso de la evaluación de plays No Convencionales como son los potenciales Shale
Gas y Shale Oil que podrían surgir del Ordovícico medio a superior de la Cuenca
Precordillera algunos parámetros son conjeturales o basados en analogías. Es necesario
realizar estudios específicos que permitan comprobar en la medida de lo posible y ajustar
las estimaciones.
Para las zonas con potencialidad Shale Gas y Shale Oil las áreas cuentan en la
actualidad con:
Importante extensión a explorar con probada presencia de roca madre de
buena calidad en subsuelo
Importante Base de datos geoquímicos y geológicos
Mapeo y levantamiento geológico de detalle
Estudios de correlación geoquímica Roca - Roca, Roca - Petróleo y Petróleo -
Petróleo
Survey de 600 km 2 de Análisis de microbios y gases en suelos
Survey de Sísmica 2D de 300 km
Pozo exploratorio profundo con shows de gas húmedo y seco en el intervalo
Ordovícico medio a superior.
Prospectos exploratorios puntuales desarrollados y en fase de desarrollo
Los pasos inmediatos a seguir en la evaluación del potencial de los paquetes
pelíticos como plays No Convencionales deberían incluir:
Terminación y Ensayos de formación específicos en el pozo vertical exploratorio
perforado.
Planificar y realizar determinaciones geoquímicas, estudios de microscopía
orgánica y ensayos específicos en el material de cutting del intervalo de interés
del pozo perforado (más de 300 m [1000 pies]).
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Estudiar y muestrear mediante metodologías apropiadas los afloramientos de la
F. Gualcamayo, y de las Fs. Las Vacas y Las Plantas, así como el entorno
estratigráfico inmediato para obtener parámetros más ajustados de
fracturabilidad, y modelos para el desarrollo de potenciales barreras de factura,
entre otros.
Dar curso a los prospectos exploratorios ya desarrollados y en desarrollo en
función los resultados.
Agradecimientos
Se agradece a la compañía OIL m&s S.A. que haya permitido la difusión parcial de los
resultados exploratorios en las áreas.
Julio de 2012.-
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4‐ Annual Energy Outlook 2012 Early Release Overview". Retrieved 27 January 2012.
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10‐ MAGOON, L. B. y W.G. DOW, 1994. The Petroleum System‐ from source to trap: AAPG MEMOIR 60.
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13‐ PÉREZ M. A., V. BAGUR DELPIANO, D. GRANEROS, K. BREIER Y M. LAURÍA, 2011. Cuenca
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