1. Introducción

El establecimiento de sectores perspectivos para depósitos de hidrocarburos es de suma importancia para el incremento las reservas de hidrocarburos probadas y probables en la República de Cuba.

El sector de Majaguillar-Martí en Cuba Fig. 1, perteneciente a la parte septentrional del Bloque 9 de licitación terrestre, presenta una geología compleja (ver glosario), esto significa un predominio de un intenso tectonismo. Este sector, de gran interés petrolero por su semejanza geólogo-geomorfológica con el área de Varadero, ubicado en la provincia de Matanzas, necesita de la interpretación de un conjunto de métodos que posibilite la reducción de las áreas y hacer una selección de los objetivos más favorables para la ocurrencia de hidrocarburos. Estos métodos son: la sísmica, los campos potenciales (gravimetría y magnetometría), la aerogammaespectrometría y el relieve. De esta manera, las áreas de interés se seleccionan sobre la base de una combinación de anomalías espaciales (anomalías complejas) (ver glosario) [¹³]. En estas zonas se propone realizar perfiles de reconocimiento del Complejo Redox (conjunto de técnicas geofísico-geoquímicas no convencionales de exploración integrado por: el Potencial Redox, la Susceptibilidad Magnética, la Reflectancia Espectral y la Pedogeoquímica) para evaluar la posible presencia de procesos activos de microfiltración de hidrocarburos [¹²].

Fuente: [¹]

Figura 1.  Sector de Majaguillar-Martí, provincia de Matanzas, Cuba. 

Para la interpretación integrada de la región se utilizaron: el mapa estructural por datos sísmicos; los mapas de los campos potenciales (gravimétrico y magnético), así como sus transformaciones (la reducción al polo del campo magnético y la primera Derivada Vertical de ambos campos); los mapas de los canales de la aerogammaespectrometría, de la relación potasio-torio (K/Th) y el mapa ternario de los tres radioelementos; el relieve (Modelo Digital de Elevaciones [MDE]); los perfiles de reconocimiento del Complejo Redox ya realizados; todo esto sumado a los datos de los pozos y las manifestaciones de hidrocarburos, utilizados complementariamente.

Cuando la adquisición sísmica es difícil y extremadamente costosa o, la calidad de la información es pobre debido a la geología o a las condiciones superficiales poco favorables, son los métodos de exploración no sísmicos, en particular los métodos no convencionales de exploración, los únicos que pueden aportar información sobre sutiles trampas estratigráficas. [¹³], sobre estructuras geológicas positivas, en el sector de Majaguillar-Martí.

Por esta razón, el objetivo de este trabajo es el de proponer sectores con grados perspectivos diferentes para depósitos de hidrocarburos en el sector de Majaguillar-Martí.

Como objetivos específicos están:

Analizar los campos potenciales, la aerogammaespectrometría y el relieve en el sector de Majaguillar-Martí.

Argumentar las áreas de interés a partir de la correspondencia de los complejos anómalos con estructuras geológicas positivas.

Clasificar las áreas de interés en orden de grado perspectivo.

Evaluar con perfiles de reconocimiento del Complejo Redox , las áreas anómalas de interés.

2. Materiales y métodos

2.3. Técnicas

Sistema de Procesamiento e Interpretación de Datos Geofísico-Geológicos (Oasis Montaj, versión 7.0.1.): procesamiento automatizado de la información geofísico-geológica georreferenciada (se realizan operaciones aritméticas de matrices, transformaciones de campos físicos y otras).

Fuente: [¹⁶]

Figura 2.  Máximos estructurales (líneas rojas) en la región de Majaguillar. 

3. Resultados

En este trabajo se empleó el mapa estructural por el tope de la Formación Peñón, en base a la sísmica y la perforación, en la región de Majaguillar Fig. 2, para avalar los sectores de interés resultantes de la coincidencia de los atributos no sísmicos (ver glosario), con máximos estructurales e, igualmente, con la interpretación sísmica realizada por Casal (2015), en el sector de Martí.

En el caso de la región de Majaguillar, se localizaron seis máximos estructurales, ubicados en MAG-E1, PEÑON NC 100, MAG 001 X y MAG 1, PEÑON NC 103, cerca de SN 1 y en ANG 100. Comparándolos con las anomalías resultantes de los campos potenciales, la espectrometría gamma aérea y el Modelo Digital de Elevaciones, se tuvo coincidencias en los altos estructurales de: MAG-E1, PEÑON NC 100 y SN 1, Fig. 2.

Por otra parte, para el sector Martí, la investigación se apoyó en los resultados de la interpretación realizada por Casal (2015). Según el comportamiento de las velocidades en las líneas sísmicas interpretadas, se obtuvo que los sectores perspectivos, eran los encontrados en los pozos: MA 002, MA 005 y ANG 100, localizados en Peñón y Güines. Al compararse con los resultados de los atributos no sísmicos se tiene una buena correlación con los campos potenciales y el relieve.

3.1. Interpretación de los campos potenciales

3.1.1. Interpretación de los datos gravimétricos

Los mapas de las residuales a 500m y 1000m Figs. 3, 4, resultantes del procesamiento realizado, presentan dos anomalías positivas de gran amplitud en la parte centro y sur del área. Estas se deben a la existencia de cuerpos de ultrabasita, los cuales afloran en algunos sectores y se extienden en profundidad por debajo de los 1000m.

Fuente: Los Autores.

Figura 3.  Mapa de anomalías residuales de la anomalía de Bouguer (Gb) a partir de la regional a 500m. 

Fuente: Los Autores.

Figura 4.  Mapa de anomalías residuales de la anomalía de Bouguer (Gb) a partir de la regional a 1000m. 

Por otra parte, en el noroeste, centro y sureste del área de estudio, se observan mínimos relacionados al Mínimo Norte Cubano (Cinturón de Cabalgamientos Norte Cubano).

3.1.2. Interpretación de los datos magnéticos

El mapa de Reducción al Polo Fig. 5, permitió identificar dos zonas: una con anomalías positivas ubicadas en la parte oeste, centro y sur, mientras que la otra presenta mínimos que se encuentran al este (centro sur) de dicho sector. La primera se relaciona con cuerpos de ultrabasita próximos a la superficie o aflorando (al Sur); mientras que la segunda se relaciona con el Cinturón de Cabalgamientos Norte Cubano.

La Derivada Vertical Fig. 6, permitió identificar los límites de las Unidades Tectono Estratigráficas (UTE), fundamentalmente, a partir de las cadenas de mínimos y máximos y de los cambios regionales en el comportamiento del campo.

Fuente: Los Autores.

Figura 5.  Mapa del campo magnético reducido al Polo (ΔTrp) del área de estudio. 

Fuente: Los Autores.

Figura 6 Mapa de la Derivada Vertical del campo magnético ΔT (nT/km). 

3.2. Interpretación de los datos de espectrometría gamma aérea (AGE)

Contenido de U. Los mayores valores se encuentran en la parte suroeste, noreste y sureste asociados a las formaciones Güines y Arabos, producto de los suelos ferralíticos que generan estas formaciones. Sobre la ultrabasita aflorada se revelan mínimos. En el sector de la Ciénaga de Majaguillar, que está caracterizado por depósitos palustres, se tiene de manera general un gran mínimo, aunque presenta un máximo en la parte norte de la ciénaga de gran interés, debido a un levantamiento sutil del terreno que determinó la aflorabilidad de esta área en el momento de la medición Fig. 7.

Fuente: [⁸]

Figura 7.  Imagen del campo gamma espectrométrico aéreo, canal del U, sector Majaguillar-Martí. 

Fuente: [⁸]

Figura 8.  Imagen del campo gamma espectrométrico aéreo, canal del Th, sector Majaguillar-Martí. 

Contenido de Th. De igual forma los valores máximos están asociados a las formaciones Güines y Arabos, localizándose en la parte sur, este y centro del mapa Fig.8. Los mínimos presentes se encuentran asociados, a excepción del sector de la Ciénaga de Majaguillar, a la ultrabasita aflorada o cercana a la superficie. El gran mínimo localizado en la Ciénaga de Majaguillar está relacionado con los depósitos palustres, aunque, al igual que en el contenido de U se tiene un máximo en la parte norte, producto del levantamiento sutil del terreno, anteriormente explicado.

Contenido de K. Los máximos se hallan al sur y centro Fig. 9, asociados con la Formación Peñón, también se tienen valores máximos, aunque de menor intensidad, relacionados con la Formación Arabos. En el sector Carlos Rodríguez se tiene un gran máximo relacionado con el Grupo Veloz, las formaciones Santa Teresa y Amaro. Por otra parte, los valores mínimos están relacionados con la presencia de ultrabasita. En la parte norte de la Ciénaga de Majaguillar se tiene un máximo concordante con los máximos de U y Th, mencionados.

Intensidad Gamma Total. En la Fig. 10, se observan varios máximos localizados al sur, este y centro, relacionados con las formaciones Güines y Arabos. Los mínimos corresponden a la presencia de ultrabasita, mientras que en la Ciénaga de Majaguillar estos se deben a la Formación Camacho (Q) y a los depósitos palustres. En este sector se encuentran máximos coincidentes con las localizadas en los contenidos de U, Th y K.

Relación K/Th. Las anomalías de interés son aquellos mínimos rodeados por valores máximos. Al norte de la zona de Majaguillar se encontraron varias de estas anomalías de interés Fig. 11, aunque en el centro del mapa se localizó la mayor concentración de estas anomalías.

Fuente: [⁸]

Figura 9.  Imagen del campo gamma espectrométrico aéreo, canal del K, sector Majaguillar-Martí. 

Fuente: [⁸]

Figura 10 Imagen del campo gamma espectrométrico aéreo, canal de I¬Gamma, sector Majaguillar-Martí. 

Fuente: Los Autores.

Figura 11 Mapa de la relación K/Th. 

El mapa ternario Fig. 12, muestra de manera clara el límite entre los depósitos palustres de la Ciénaga de Majaguillar con el resto de la zona de estudio. En el mismo se expone la distribución de los radioelementos, donde el verde indica el predominio del torio sobre los demás elementos, el potasio en rojo y el uranio en azul. También, se ve un predominio en el sur y este del color blanco que indica las zonas donde los tres radioelementos se encuentran presentes en proporciones altas, más o menos iguales, como lo es la Formación Güines. Los depósitos palustres demuestran tener un alto contenido de potasio, superior a las concentraciones de uranio y torio. En algunos sectores, como en partes de la Ciénaga de Majaguillar, al centro y sur de la zona de estudio se encuentran pequeñas zonas de color negro, estas indican la ausencia de los tres radioelementos.

Fuente: Los Autores.

Figura 12.  Mapa ternario RGB de los elementos K-Th-U. 

Fuente: Los Autores.

Figura 13.  Componente residual del MDE con resolución espacial 90x90m. 

4. Discusión

A partir de la interpretación realizada a los mapas resultantes del procesamiento del campo gravitatorio, magnético, de espectrometría gamma aérea y el modelo digital de elevación de 90x90m; se determinaron anomalías, las cuales se encuentran descritas en el epígrafe anterior. La coincidencia espacial de las mismas, teniendo en cuenta el comportamiento que presentaron en el yacimiento de Motembo (máximo gravimétrico determinado a partir de la derivada vertical de primer orden y de la residual a 500 y 1000m, máximo del campo magnético reducido al polo, así como sus residuales 500 y 1000m, un mínimo rodeado de máximos de la relación potasio-torio, un máximo de la intensidad gamma total, un máximo de uranio y un máximo de la residual del modelo digital de elevaciones a 500m) localizado cerca de la zona de estudio, fue representado en un mapa de anomalías complejas Fig. 14, recogidas también en la Tabla 1.

Fuente: Los Autores.

Figura 14.  Sectores anómalos de interés en la zona de Majaguillar-Martí. 

Tabla 1 Anomalías clasificadas según el grado perspectivo. 

Fuente: Los Autores.

En el sector de estudio, a partir del mapa complejo anteriormente mencionado, se identificaron nueve sectores anómalos perspectivos. Los mismos se clasificaron en orden perspectivo, según el grado de coincidencia de las anomalías resultantes, a partir de los métodos empleados.

Las anomalías que presentaron mayor coincidencia de los parámetros mostrados en la Tabla 1, se recomiendan para realizarles el Complejo Redox , con el objetivo de disminuir la ambigüedad del problema inverso y así, proponer sectores perspectivos en el sector de Majaguillar-Martí. La importancia de realizarles este complejo está dada por dos factores:

El trabajo de Schumacher (2014), donde se expresa que: “los datos de microfiltración de hidrocarburos -cuando están debidamente adquiridos, interpretados, e integrados con los datos geológicos y sísmicos convencionales, conducen a una mejor evaluación de las áreas prospectivas y de los riesgos de exploración-, de ahí que las decisiones de perforación incluyan, necesariamente, una consideración seria de estos datos, resultando que las tasas de éxito de la exploración se incrementen” [¹⁵].

El trabajo de Pardo y Rodríguez (2015), donde se expresa que “los reservorios de hidrocarburos representan fuentes metálicas de características geoquímicas variables (contienen diferentes elementos traza en cantidades variables), por lo que los Métodos de Exploración Geoquímica de Superficie pueden identificar metales asociados a microfiltraciones de hidrocarburos mediante la medición de los Iones Metálicos Móviles en los suelos (técnicas MMI y Complejo Redox ); de tal modo, ellos pueden: discriminar objetivos sísmicos cargados frente a objetivos no cargados, delinear los recursos de petróleo y gas en yacimientos petrolíferos agotados y evaluar áreas para la presencia del potencial de petróleo y gas” [⁹].

Las anomalías A y B, correspondientes a la parte norte de la Ciénaga de Majaguillar, constituyen dos de los sectores anómalos perspectivos. A estos se les realizó el Complejo Redox , obteniéndose los resultados positivos que se muestran en las fig. 15 y 16.

Fuente: [¹⁰].

Figura 15.  Perfil de Complejo Redox en el sector anómalo 1, correspondiente al objetivo Majaguillar-1. 

Fuente: [¹¹].

Figura 16.  Perfil de Complejo Redox en el sector anómalo 2, correspondiente al objetivo Majaguillar-ME. 

El perfil arrojó resultados positivos debido a las particularidades de los atributos del Complejo Redox : incremento de la concentración de V (N), alta susceptibilidad magnética (Kappa_N) y mínimos del potencial redox (Uredox_R [mV]).

El perfil realizado al este de Majaguillar, obtuvo un sector positivo, demostrado a partir del incremento de V (N), susceptibilidad magnética y del potencial redox (posible escape gaseoso).

5. Conclusiones

Mediante la interpretación combinada de los datos sísmicos, gravimétricos, aeromagnéticos, de espectrometría gamma aérea, y del modelo digital de elevaciones (MDE) se identificaron nueve sectores perspectivos para la ocurrencia depósitos de hidrocarburos en el sector de Majaguillar-Martí.

Se logró hacer un análisis de los campos potenciales, la espectrometría gamma aérea y el relieve en el sector de Majaguillar-Martí.

Las áreas de interés se lograron argumentar a partir de la correspondencia de los complejos anómalos con estructuras geológicas positivas y clasificarlas en orden perspectivo.

Fueron evaluadas, con perfiles de reconocimiento del Complejo Redox dos de las áreas anómalas de interés, que resultan de especial interés pues dieron resultados positivos, evidenciando la posible existencia de depósitos de hidrocarburos.

Glosario de términos

Atributo no sísmico: parámetro o atributo que caracteriza a cualquier campo geólogo-geofísico-geoquímico-morfométrico-biológico, distinto al campo ondulatorio (sísmico).

Geología compleja: compuesta por dos niveles estructurales: sustrato plegado y neoautóctono. Los datos de perforación muestran mantos tectónicos caracterizados por la conjugación de rocas de las Unidades Tectono Estratigráficas Placetas, Camajuaní, Colorados y Remedios con sus correspondientes sedimentos sinorogénicos. Así mismo las rocas de la Asociación Ofiolítica y el Arco Volcánico Cretácico denominada, Terreno Zaza, ocupan intervalos considerables en sobrecorrimientos sobre diferentes intervalos estratigráficos. Por último, tanto en pozos como en superficie se presentan los sedimentos de la etapa postorogénica con grandes extensiones en el territorio. La existencia del cinturón plegado abarca los complejos litológicos preorogénicos y orogénicos. Todos los complejos preorogénicos y orogénicos antes señalados aparecen expuestos en el territorio en diferentes bloques, conformados y elevados durante el intenso desmembramiento tectónico que sufrió la región durante la etapa neoplatafórmica del desarrollo geológico, debido a una intensificación de los movimientos tectónicos oscilatorios que también originó fallas de consideración.

Anomalía compleja: anomalía conformada por la integración de diferentes parámetros o atributos anómalos.