metodo de interpretaciÓn cualitativa de mapas … · 2019-10-22 · medio de la tierra. cualquier...
Post on 16-May-2020
8 Views
Preview:
TRANSCRIPT
VOL. XXXIV, NUM. 1, 1982.
METODO DE INTERPRETACIÓN CUALITATIVA DE MAPAS GRAVIMÉTRICOS Y SU APLICACIÓN EN LA ZONA SUR DE PETRÓLEOS MEXICANOS
Roberto Moreno Castillo *
R E S U M E N
S e desarrolla un método de análisis cualitativo, con base en la experimentación con modelos gravimétricos, de áreas en las que se conoce la geología del subsuelo. Este método permite:
— L a separación de las diferentes anomalías que aparecen en un mapa de Bouguer, de acuerdo con sus dimensiones y que se clasifican en dos tipos: regionales y residuales.
— Obtener en ese mapa, una visión más amplia de otras características, como son zonas de gradientes fuertes, cambios en los ejes, etc., pueden relacionarse con rasgos estructurales del subsuelo, como fallas y/o cambios de facies.
— Extraer más información sobre la naturaleza de las rocas del subsuelo, que originan las anomalías .
—Integrar otros datos geofísico-geológicos, para la interpretación óptima del área, regional y local.
— Elaborar modelos geológicos bi y tridimensionales, que se acerquen más al modelo estructural real del área en estudio.
Probablemente este método de análisis pueda aplicarse a mapas m á g netométricos.
S u aplicación se realizó en el área San Juan Evangelista, en la Zona Sur de Petróleos Mexicanos.
A B S T R A C T
An analytic method for gravimetric models is developed in areas where the subsurface geology is known from previous studies.
This method allows for the separation of the Bouguer Gravity Map into its different components (regional and residual) .
Suptcia. Gral. Dttos. Exploración. Zona Sur. Petróleos Mexicanos.
47
BOL. ASOC. МЕХ. GEOL. PETR.
I. I N T R O D U C C I Ó N
L a prospecc ión gravimetr ica involucra la mediación de las var iac iones del c a m p o gravi tac ional terrestre. L a s mediciones se efectúan sobre la superficie o sobre aviones , o sobre barcos . L a gravimetr ia es un método cuya fuente es natural y en la que las var iac iones locales de la d e n s i d a d y de la pro fund idad de enterramiento de l a s rocas , c a u s a cambios cons iderables en el c a m p o grav i ta tor io medio de la tierra.
Cua lqu ier m a p a de a n o m a l í a s de B o u g u e r ( F i g . 1) es el re su l tado final del levantamiento gravimetr ico y sobre él, se aprec ian numerosos eventos o a n o m a l í a s que son de d o s c la se s : máx imos y mínimos.
L o s primeros corresponden a a n ticlinales en o cerca de la superficie o a cuerpos d e n s o s ( cambios de f a c ies) y los mínimos a sinclinales o a cuerpos de menor dens idad como d o m o s s a l i n o s , d iapiros arci l losos , etc.
E s t a s anomal ía s se caracter izan por su ampl i tud ( A ) y longitud de o n d a ( Л ) . p u d i e n d o di ferenciarse entre ellas, de a c u e r d o con estos p a rámetros . Por e jemplo , en la gráf i ca de la f igura 2 se aprec ian tres a n o
mal ías que tienen ampl i tudes d i f e rentes y longi tudes de o n d a A., > A : ; > A , . , .
C o m ú n m e n t e se utiliza el término frecuencia, en lugar de número de o n d a ( inverso de la longi tud d e ond a ) y se indica que las a n o m a l í a s de b a j a frecuencia corresponden a longitud de o n d a l a r g a , las d e f r e cuencia media a longitud de o n d a media y las de a l ta frecuencia a longitud de o n d a corta .
L a s a n o m a l í a s de b a j a frecuencia se denominan anomalías regionales y l a s de media a a l ta frecuencia son las anomalías residuales.
L a s a n o m a l í a s reg iona les es tán re lac ionadas comúnmente con eventos geo lóg icos que ocurren a g r a n p r o f u n d i d a d (pueden ser del orden o m a y o r e s de 8 k m ) , y las r e s i d u a les es tán o c a s i o n a d a s por r o c a s a menor p r o f u n d i d a d ( d e 1 a 8 kms a p r o x i m a d a m e n t e ) .
L a s a n o m a l í a s res idua les r e g u l a r mente es tán o c a s i o n a d a s por eventos geo lóg icos dentro de la co lumna s e dimentaria , pud iendo corresponder a rocas suscept ib les de a l m a c e n a r hid r o c a r b u r o s .
E s de no tarse que al describir el regional como el efecto de " g r a n d e s e s t ruc turas p r o f u n d a s " , debe cons i -
4 8
The method provides a large vision of zones with s trong gradients , ax is changes, etc. The data is related to subsurface structural characters, like faults, facies changes, etc.
Its application was carried out in the San J u a n Baut i s ta area, of the southern part of Mexico.
о
Fig. 1. Anomalías de Bouguer. 1«
BOL. ASOC. МЕХ. GEOL. PETR.
d e r a r s e en términos de la e sca la util i zada en la prospecc ión e ind icada en el m a p a ; lo mismo es và l ido p a r a el efecto residual ( e s to es, el t a m a ño de una anomal ía residual en la prospección petrolera, puede corres ponder a un efecto regional en Ir exploración m i n e r a ) .
II . S E P A R A C I Ó N R E G I O N A L -
R E S I D U A L
Exi s ten d iversos métodos p a r a remover o s e p a r a r el efecto reg ional de un m a p a de B o u g u e r , pero casi todos se c las i f ican en d o s c a t e g o r í a s : grá f i cos y anal í t icos .
M u c h a s veces ocurre que las a n o mal ías reg ionales predominan sobre un m a p a de B o u g u e r y dif icultan el reconocimiento de los efectos m á s pequeños , sobre todo en el c a s o en que tienen dimensiones y or ientaciones diferentes .
L a s a n o m a l í a s re s idua le s r e g u l a r mente se aprec ian sobre un m a p a de
B o u g u e r , como inflexiones de las curv a s i s o a n ó m a l a s , s u p e r p u e s t a s a las a n o m a l í a s reg ionales . Por ejemplo, en el c a s o del m a p a de la F i g u r a 3, en el que la anomal ía res idual , C l a p a r e c e s u p e r p u e s t a a un mínimo regional .
E l método de interpretación que se desarro l la aquí , cons idera la s e parac ión de las a n o m a l í a s reg ionales y res iduales sobre el propio m a p a de Bouguer , t o m a n d o en cuenta sus carac ter í s t i cas pr inc ipales como son la frecuencia y la ampl i tud.
A , te de e s t a s caracter í s t i ca una an lal ía, ex is te otro p a r á m e t r o que di nde d e a m b a s y que se uti-'iza p a r a carac ter i zar la . E s t e p a r á -
etro se def ine como la d i s tanc ia ( p r o y e c t a d a sobre el e je X ) que s e p a r a los puntos de a m b o s f lancos de una anomal ía , d o n d e ella tiene la mitad de su ampl i tud y se denota por X y , .
Al medir este p a r á m e t r o a lo lar go d e una anomal ía , se pueden encontrar los límites de s e p a r a c i ó n entre m á x i m o s y mínimos como se aprec ia en la grá f i ca de la F i g u r a 4.
E n a l g u n o s c a s o s se dif iculta o b tener los límites de las a n o m a l í a s res idua les , y a s e a p o r q u e ex is te b a j a d e n s i d a d en las l íneas o b s e r v a d a s o p o r q u e no se l o g r a n definir total mente en el á r e a , p e r o es pos ib le , aún en este caso , indicar los límites en forma tentat iva y p r o p o n e r n u e vos t r a b a j o s de prospecc ión g r a v i metrica p a r a def inir las mejor .
A h o r a , t o m a n d o el m a p a de B o u guer ( F i g . 3 ) como un e jemplo , se p u e d e indicar que exis ten v a r i a s a n o mal ías reg iona le s ( F i g . 5 ) .
E n la porción central del á r e a se d e s t a c a un mínimo reg ional y s i t u a d o s p a r a l e l a m e t n e en a m b o s f lancos de e s ta anomal ía , se local izan d o s m á x i m o s reg iona les .
H a c i a la porción S W de la re gión se logra definir también un f lanco d e otro mínimo.
L o s e je s de e s t a s a n o m a l í a s se indican en forma interrumpida , p e r o más a d e l a n t e se les re lac iona con
5 0
VOL. XXXIV, NUM. 1, 1982.
A 3 \ i -
A l ^ l^z * A 3
Fig. 2. Anomalías gravimétricas.
51
ю
to О
(О О О
s
n о h "О (ч
3
Fig. 3. Anomalías de Bouguer.
VOL. XXXIV, NUM. 1, 1982.
a.
<
- X 1 / 2 -
D I S T A N C I A E N Km.
Fig. 4. Definición de X 1/2.
5 3
tt) 0 h
0 0
n
hl
3
Fig. 5. Anomalias regionales.!
VOL. XXXIV, NUM. 1, 1982.
r a s g o s estructurales como fal las y / o cambios de facies.
S u p e r p u e s t a s a las anomal ías re gionales , sobre el m a p a de Bouguer . se a p r e c i a n numerosas anomal ías que se indican s e p a r a d a m e n t e en el m a p a de anomal ías res iduales ( F i g . 6 ) .
L a s anomal ías res iduales , m á x i mos y mínimos, de esta región tienen dimensiones similares y sus ejes d i s -continu se orientan en dirección S W - N L
L a s interrupciones de los ejes de las anomal ías res iduales se anal izan m á s ade lante y se relacionan también, como en el caso de las a n o mal ías regionales , con la presencia de posibles fal las y / o cambios de facies .
III. I N T E R P R E T A C I I O N
C U A L I T A T I I V A
A partir de los m a p a s regional y
res idual es posible establecer una in
terpretación cualitativa del área en
estudio.
E n principio, a partir del mapa regional se construye otro, al que se denomina Interpretación R e g i o n a l ( F i g . 7 ) ; en él so lamente se indican los límites de las anomal ías regionales y, de acuerdo con las bases de la teoría gravimetrica y con los modelos o b s e r v a d o s en o tras áreas , se puede des tacar lo s iguiente:
1. E l mínimo regional de la porción central del área puede estar ori
g inado por una "cuenca sedimentaria" asimétrica de origen terciario y los máximos parale los sólo son consecuencia de la asimetría de la cuenca, o bien,
2. L o s m á x i m o s gravimétricos indican la presencia de un b a s a m e n to alto o denso en e sas zonas y un basamento más bajo o de meno.-- dens idad en el mínimo.
E s t a s dos hipótesis son las más comunes en la interpretación geológica de los da tos gravimétricos y no son excluyentes una de la otra, porque pueden suceder también que a m bos, m á x i m o s y mínimos, tengan también un signif icado geológico independiente c a d a uno.
S e puede señalar que, cuantitativamente, e s tas anomal ías , sin distinción entre máximos y mínimos, de acuerdo con las dos hipótesis vertid a s anteriormente, podrían ser ocas i o n a d a s por c u e r p o s rocosos que pueden tener distinta dens idad, pero local izados a profundidades muy se mejantes .
E s importante, en este punto, integrar con esta interpretación los d a tos p r o v e n i e n t e s de o tras fuentes como geología, s ismologia, magneto metría, etc., y así presentar la interpretación m á s a d e c u a d a posible del área , d e s d e un punto de vista regional.
A partir del m a p a residual, se construye, en forma similar al caso anterior, otro m a p a que se denomina "estructuras gravimétricas". ( F i g . 8 ) , en el que sólo se indican los
55
o-
o
tfl o o
o •o
3
Fig. 6. Anomalías residuales.
ч O l
\
^ LOCALIZACIÓN
-7
'F-i Fig. 7. Interpretación regional
о
00
to O
Ib (O O p
k
o
p •o tt
3
Fig. 8. Estructuras gravimétricas.
VOL. XXXIV, NUM. 1, 1982.
límites de las anomal ías res iduales de máximos y mínimos.
L o s máx imos gravimétricos res i duales constituyen, en la mayoría de los casos , zonas de interés económico-petrolero, p o r q u e pueden estar ocas ionados por estructuras anticlina les o bien, indican la presencia de cuerpos densos , y los mínimos, quizás , sólo correspondan a los flancos de e s tas es tructuras .
T a m b i é n , se puede presentar el c a s o de que los mínimos constituyan sinclinales o indiquen la presencia de rocas l igeras , como sal o arcilla, y los máximos , sólo sean consecuencia de ellos.
T a m b i é n aquí , los d a t o s adic ionales geof ís icos y geológicos ex i s tentes, in tegrados a la interpretación gravimetr ica , pueden util izarse p a r a establecer la hipótesis más a d e c u a da, p a r a c a d a anomal ía por s e p a r a d o o en su conjunto.
L Q S d a t o s de dens idad de los af loramientos , de muestras de pozos y, aún más , de los regis tros de dens idad , permiten establecer en un área , cuál es la roca o rocas d e n s a s que predominantemente originan las anomal ías gravimétr icas . Por ejemplo, el máx imo " C a c t u s " ( F i g . 9 ) , está orig inado principalmente por c a l i z a s cretác icas de a l ta dens idad (2 .70 g / cm^) .
L a frecuencia, el gradiente y la intens idad de una anomal ía residual son las caracter ís t icas principales que permiten conocer la profundidad y
dens idad de las rocas que las originan.
A p a r t e de la interpretación estructural y / o estrat igráf ica de l a s anomal ías , sobre un m a p a de Bouguer, aparecen a lgunas característ i cas como la presencia de fuertes gradientes , cambios bruscos de máximo a mínimo parale los y discont inuidades de los ejes, que se relacionan directamente con la presencia de r a s g o s estructurales como se menciona a continuación:
A ) E n el mapa Bouguer ( F i g . 3 ) se localiza en la porción S W un fuerte gradiente, que separa a un máximo de un mínimo regional, característica que se extiende por varios kilómetros y que en el mapa de interpretación regional ( F i g . 7 ) , se relaciona con una posible falla ( F -1 ) , que indica la caída de la estructura anticlinal hasta un posible sin-clinal. E s factible también que esta falla sólo indique un cambio de composición química del basamento .
B ) Coincidiendo con un modelo teórico de falla ( loza semi-infinit a ) , se pueden postular var ias fal las como F - 2 y F - 3 , a las que, inclusive, se les puede calcular el espesor de su caída.
E n este caso , las fal las F - 2 y F - 3 definen a la estructura C l como un anticlinal fal lado. ( F i g . 8 ) . E s t a s fal las también pueden ser inversas .
C ) S e postula también la existencia de una falla y / o cambio de facies cuando se tiene un cambio la-
59
BOL. ASOC. MÉX. GEOL. PETR.
Fig. 9. Máximo H r a v i m ' * •
gravimetrico Cactus.
60
VOL. XXXIV, NUM. 1, 1982.
teral de máximo a mínimo, como en el caso de F - 4 . ( F i g . 8 ) .
D ) L a s discontinuidades en los ejes de las anomal ias pueden correlacionarse a través de varios kilómetros, e s tando o c a s i o n a d a s por el p a s o de posibles fal las de desplazamiento y / o normales , como se ejemplifica en la figura 9, con la posible falla F - 5 .
I V . A P L I C A C I Ó N E N E L A R E A
S A N J U A N E V A N G E L I S T A
E l a r e a : S a n Juan Evange l i s ta se localiza en la planicie costera del Go l f o de M é x i c o , al S u r franco de S a n A n d r é s T u x t l a , Ver . , y al S W de C oat z ac oa l cos , V e r . ( V e r mapa índice, F i g . 1 0 ) .
E l levantamiento gravimetrico del área S a n Juan E v a n g e l i s t a ( F i g . 1 1 ) , data de la d é c a d a de los años 50's y constituye una fuente importantísima p a r a evaluar y localizar zonas de i n t e r é s económico-petrolero.
Al apl icar el método en esta área , se construye en primer lugar, el m a p a regional ( F i g . 1 2 ) , y en él sólo se logran definir parcialmente dos anomal ias :
El mínimo "Cuenca de V e r a c r u z " y el máximo "Los T u x t l a s " .
A partir de es tas anomal ías y en forma s e p a r a d a , sólo indicando sus límites, se construye la interpretación regional ( F i g . 1 3 ) , donde se considera que el mínimo está a s o ciado a una cuenca sedimentaria.
E n esta región se han per forado varios pozos y se ha comprobado la existencia de una gran depresión ( C u e n c a Terc iar ia de V e r a c r u z ) , que está relacionada con el mínimo gravimetrico.
E l máximo L o s T u x t l a s coincide con la presencia de una zona volcánica en la superficie, pero por su frecuencia y amplitud similar al mínimo, quizás esté relacionado más con la presencia de un basamento de mayor d e n s i d a d que el de la b a s e de la cuenca.
L a zona volcánica local izada en esta área , sólo evidencia la presencia de grandes f isuras, desde la zona magmàt ica hasta la superficie.
Sobre ambos flancos del mínimo regional "Cuenca de V e r a c r u z " , se localizan var ias anomal ias , que se ca racterizan por su semejanza en frecuencia y amplitud, pero que no tienen en general una orientación definida y sus ejes sufren numerosas interrupciones. ( F i g . 1 4 ) .
A partir del conocimiento de la litologia y de las dens idades de las rocas del área , obtenidas de la perf o r a c i ó n de pozos del área (por ejemplo, Ateponta 1, F i g . 1 4 ) , se puede inferir, que en general existe un contraste de dens idad de 0.20 g/cm*, entre las cal izas arci l lo-arenosas del Terc iar io (2 .50 g/cm^) y las ca l izas b iógenas del Mesozoico; lo que permite suponer que la mayoría de las anomal ías res iduales del área S a n Juan Evange l i s ta , corres ponden a estructuras mesozoicas; sin
ól
BOL. ASOC. MÉX. GEOL. PETR.
^00 n r
Fig. 10. Mapa indice.
62
VOL. XXXIV, NUM. 1, 1982.
Fig. 11. Anomalias de Bouguer. San Juan Evangelista.
63
BOL. ASOC. MEX. GEOL. PETR.
Fig. 12. Anomalías de Bouguer-Regional. San Juan Evangelista.
64
VOL. XXXIV, NUM. 1, 1982.
Fig. 13. Anomalías de Bouguer-Residual. San Juan Evangelista.
65
BOL. ASOC. MEX. GEOL. PETR.
C O V A R R U B I A S
C O V A R R U B I A S - I
O
L O C A G U A P i n C L -
I 1 S N . J E V A N G E L I S T A
•
A C A Y U C A N
C U E N C A T E R C I A R I A D E
V E R A C R U Z
Fig. 14. Interpretación regional. San Juan Evangelista.
66
VOL. XXXIV, NUM. 1, 1982.
descartar , que parcial o totalmente, a lgunas de ellas acusen la presencia de conglomerados o cuerpos intrusivos de origen volcánico muy frecuentes en el área .
A partir del mapa residual se construye el m a p a de "estructuras gravimétr icas" ( F i g . 1 5 ) , donde se indican los límites de las anomal ías y se muestran como "estructuras", sobre todo los máximos .
D e acuerdo con las indicaciones hechas en el anáhs i s efectuado a n teriormente, se interpretan a l g u n a s fal las como F - 1 y F - 2 , que hacen suponer que existe un anticlinal f a l lado, l imitado por a m b a s fallas; lo cual lo convierte en una estructura sumamente atract iva y en la cual se propone la perforación de la localización Aguapino l 1, con el fin de invest igar el contenido de hidrocarburos en las rocas mesozoicas , que se suponen l evantadas y originan la anomalía .
T a m b i é n se interpreta otra posible falla, F - 3 , que parece coincidir con el borde de un anticlinal y donde se perforó el pozo Covarrub ias 1, que penetró has ta los 4,000 m, cortando sólo sedimentos arci l lo-arenos o s d e l T e r c i a r i o ( E o c e n o 3,835 m. b .n .m.) .
E s posible que al N E del pozo, sobre la "estructura C o v a r r u b i a s " y cerca de la población del mismo nombre, existan mayores posibi l ida-d a d e s de a lcanzar los sedimentos ca lcáreos del Mesozoico , de acuerdo
con la interpretación indicada en la F ig . 15.
V . C O N C L U S I O N E S Y R E C O M E N D A C I O N E S
Con este método de análisis se pueden separar casi todas las anomalías regionales y residuales sobre un mapa de Bouguer, lo que p c . n i -te su interpretación en conjunto, para obtener conclusiones generales acerca de su comportamiento regional, así como del marco geotectónico del área en estudio; o si se analiza una o var ias de ellas en forma s e p a r a d a , se obtiene una interpretación más fina, que tiende a lograr su mejor definición estructural y que permite situar a las localizaciones con fines económico-petroleros en los lugares de la estructura, con mayores posi bi l idades de constituir una trampa de hidrocarburos.
L a anomalía regional o residual que se s e p a r a sobre el mapa de Bouguer, de acuerdo con el método, no está representado comúnmente a los límites del cuerpo que ocasiona la anomalía y sólo puede concluirse tentativamente, del anális is de diversos modelos reales, que esa superficie corresponde a la parte más alta ( m á x i m o s ) a la parte más b a j a (mín imos ) , cuando se trata de estructuras.
La obtención de las anomal ías de un mapa de Bouguer por medio de este método, también permite evaluar los m a p a s residuales , que se
67
BOL. ASOC. MEX. GEOL. PETR.
Fig. 15. Estructuras gravimétricas. San Juan Evangelista.
68
V O I , . XXXIV, NUM. 1, 1982.
obtienen con métodos gráf icos у a n a líticos у se establece el criterio de que un m a p a residual s erá el mejor si logra s e p a r a r mayor cant idad de anomal ías , sin d is tors ionarlas ni a l terarlas en amplitud y frecuencia.
L a aplicación del método a cualquier área , permitirá extraer conclusiones que apoyen las hipótesis geo lóg icas existentes o desechar las en parte o totalmente proponer otras nuevas .
L a separac ión de anomal ías como se efectúa con este método y su interpretación cualitativa, permite también construir mejores modelos geo lógicos bidimensionales , que pueden someterse a geoprocesos por computadora como T a l w a n i , reduciéndose en gran proporción los cambios que se tengan que efectuar al modelo, p a r a a jus tar la anomal ía ca lculada con la o b s e r v a d a .
E s conveniente, p a r a una mejor aplicación del método, evaluar cada
anomal ía por s eparado , con métodos de cálculo tridimensional, porque de esta forma se puede obtener una solución para la estructura.
B r a L I O G B A F I A
Carson-Austin, 1981. Estudio Aerogra-vimétrico del Area Sonda de Campeche, Prospecto Cantarrell Norte, Archivo, Z.S., P E M E X (inédito).
Grant y West, 1965. Interpretation Theory in applied Geophysics. Mc-Graw Hill Book Company.
Moreno, C. R., 1979. Interpretación Geofísica de la Cuenca Terciaria de Veracruz. Arcihvo, Z.S., P E M E X (inédito).
Rivera, J . J . , 1974. Interpretación Sismológica Area Mata Verde. Archivo Interno, Z.S. P E M E X (inédito).
Telford, Sheriff, Keys у Geldart, 1976. A p p l i e d Geophysics. Cambridge University Press .
Van Der Weg, Klaas , 1974. Reinterpretación integrada Geológico-Geo-física de la Región Norte de Chihuahua. Archivo Interno, Zona Sur, P E M E X (inédito).
69
top related